Etude du comportement hydraulique, physico

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$ÏLIVRÏPAR
Institut National Polytechnique
de Toulouse (INP Toulouse)
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Sciences des Agroressources
0RÏSENTÏEETSOUTENUEPAR
Claire VIALLE
LE vendredi 21 octobre 2011
4ITRE
Etude du comportement hydraulique, physico-chimique et microbiologique
d'un système de récupération d'eaux de
toiture. Evaluation de l'empreinte
environnementale
%COLEDOCTORALE
Sciences de la Matière (SDM)
5NITÏDERECHERCHE
Laboratoire de Chimie Agro-industrielle
$IRECTEURSDE4HÒSE
Dr Mireille MONTREJAUD-VIGNOLES, INPT-ENSIACET
Dr Caroline SABLAYROLLES, INPT-ENSIACET
2APPORTEURS
Pr Jean-Louis MOREL,
INPL-ENSAIA
Pr Benoît GABRIELLE, AgroParisTech-SIAFEE
MEMBRESDUJURY:
Pr Carlos VACA GARCIA, INPT-ENSIACET, président
Pr Claire ALBASI, CNRS-LGC, membre
Dr Mireille MONTREJAUD-VIGNOLES, INPT-ENSIACET, membre
Pr Antonio MORAN, Université de Leon, membre
Mme Marie-Christine HUAU, Veolia Eau, membre invité
Dr Caroline SABLAYROLLES, INPT-ENSIACET, membre invité
RÉSUMÉ
L’objectif de ces travaux est de contribuer à augmenter la connaissance sur la réutilisation des
eaux de ruissellement de toiture. Une maison individuelle située en zone rurale et équipée d’une
toiture en tuiles, et un bâtiment collectif situé en zone périurbaine avec une toiture terrasse
bitumée, ont été étudiés. Les eaux de pluie collectées sont réutilisées dans l’habitat pour
l’alimentation des chasses d’eau.
Un suivi analytique a permis l’étude de la qualité de l’eau en plusieurs points des systèmes. Les
eaux stockées sont clairement non potables et révèlent une contamination microbiologique très
variable. Des pathogènes ont été quantifiés à plusieurs reprises. La qualité de l’eau distribuée ne
peut donc pas être garantie au cours de l’année, d’où la recommandation d’une désinfection de
l’eau avant distribution.
Un suivi hydraulique a permis de déterminer les volumes d’eau potable substitués et les taux de
couverture de besoins en eau. Un modèle du comportement hydraulique a été développé puis
utilisé pour discuter le dimensionnement des cuves. En présence d’une désinfection, les
installations ne sont économiquement pas rentables. En l’absence de désinfection, le bilan
économique est positif mais la période de retour sur investissement supérieure à la durée de vie de
l’installation.
Une première analyse de cycle de vie a été réalisée pour comparer les deux échelles étudiées.
Dans les deux cas, les processus les plus impactants sont liés aux consommations électriques de
l’éventuelle désinfection ultra-violet et des pompes. En présence d’une désinfection, l’échelle du
bâtiment collectif présente des impacts plus faibles. Une deuxième analyse de cycle de vie a été
réalisée pour étudier la pertinence de la substitution de l’eau du réseau d’eau public par de l’eau
de pluie à l’échelle d’un particulier. Elle n’est pas probante d’un point de vue environnemental.
Mots-clés
eau de pluie, qualité physicochimique, qualité microbiologique, analyse multivariée, analyse de
cycle de vie
ABSTRACT
The aim of this work is to contribute to knowledge on roof runoff reuse. A private house located
in rural area with a tiled sloping roof and a research building located in suburban zone with a
bituminous flat roof were studied. The collected rainwater is reused for toilet flushing.
An analytical monitoring allowed the study of water quality in several points of the systems.
Stored rainwater is clearly non drinkable and reveals a very variable microbiological
contamination. Pathogenic agents were quantified on several occasions. Distributed water quality
cannot thus be guaranteed over the year and a disinfection before distribution is recommended.
A hydraulic follow-up made it possible to determine substituted volumes of drinking water by
collected rainwater and water saving efficiencies. A model of the hydraulic behaviour of systems
was developed then used to discuss dimensioning of the tanks. In the presence of disinfection, the
installations are economically not profitable. In the absence of disinfection, the economic
assessment is positive but the payback period is longer than the lifespan of the installation.
A first life cycle assessment was carried out to compare the two studied scales. In both cases, the
more impacting processes are related to electricity consumptions of possible ultra-violet
disinfection and the pumps. In the presence of disinfection, the scale of the building presents
weaker impacts. A second life cycle assessment was carried out to study the relevance of the
substitution of drinking water by rainwater on a private individual scale. It is not convincing from
an environmental point of view.
Keywords
rainwater, physicochemical quality, microbiological quality, multivariate analysis, life cycle
assessment
Laboratoire de Chimie Agro-Industrielle. Ecole Nationale Supérieure en Arts Chimiques et
Technologiques de Toulouse. 4 Allée Emile MONSO BP44362 31030 Toulouse Cedex 4.
A la mémoire de Louis VIALLE
Les recherches qui font l’objet de ce mémoire ont été initiées en 2008 et ont été menées au
Laboratoire de Chimie Agro-industrielle de l’École Nationale Supérieure en Art Chimique et
Technologique de Toulouse et au Centre Régional d’Innovation et de Transfert de
Technologies Agroressources.
Je tiens tout d’abord à exprimer toute ma gratitude à Madame M. Montréjaud-Vignoles et
Madame C. Sablayrolles, Maîtres de Conférences au Laboratoire de Chimie Agroindustrielle, qui ont dirigé ma thèse pendant ces trois ans. Leur dynamisme mis au service de
nos recherches ont fait de ces trois années une expérience très enrichissante.
J’adresse ma reconnaissance à Monsieur le Professeur C. Vaca Garcia, Directeur du
Laboratoire de Chimie Agro-industrielle, pour son accueil au sein de son laboratoire de
recherche et pour avoir accepté de participer au jury de ma thèse.
J’adresse également mes plus sincères remerciements à Monsieur G. Vilarem, actuellement
Directeur adjoint du Laboratoire de Chimie Agro-industrielle, ancien Directeur du Centre
Régional d’Innovation et de Transfert de Technologies Agroressources, et à son successeur à
ce poste, Madame C. Raynaud, pour leur confiance.
Je remercie vivement Monsieur B. Gabrielle, Professeur à Agro Paris Tech, et Monsieur J.-L.
Morel, Professeur à l’Institutut National Polytechnique de Lorraine, pour avoir bien voulu
juger ce travail, siéger au jury de ma thèse et en être les rapporteurs.
Je tiens à adresser toute ma gratitude à Monsieur Louis Herremans, Directeur Technique de
Veolia Eau, pour avoir initié ce projet et à Madame M.-C. Huau, actuellement Directrice de
projets à Veolia Eau, pour son encadrement et son soutien. Je lui suis également très
reconnaissante de m’avoir permis de participer à plusieurs congrès, conférences et réunions
qui m’ont enrichie et donné de l’assurance.
Je remercie Madame C. Albasi, Directrice de recherche au Centre National de Recherche
Scientifique de Toulouse, et Monsieur A. Morán Palao, Professeur à l’Université de León,
pour avoir accepté de participer à mon jury de thèse.
Je tiens à remercier vivement Monsieur M. Lovera, S. Jacob et L. Monier, ingénieurs à la
Direction technique de Veolia Eau, pour leurs conseils techniques et scientifiques et pour
leurs encouragements.
Je tiens à exprimer ma reconnaissance à Monsieur J. Silvestre, ingénieur de recherche de
l’École Nationale Supérieure d’Agronomie de Toulouse, pour son aide, sa disponibilité, ses
conseils et sa gentillesse tout au long de l’étude du second site.
Je tiens également à remercier Monsieur G. Busset, ingénieur de recherche au Centre
Régional d’Innovation et de Transfert de Technologies Agroressources, pour le temps qu’il
m’a consacré lors de mon apprentissage des techniques d’analyse de cycle de vie.
Je remercie C. Jaeger et O. Zozoula de Sotralentz Habitat pour les informations
communiquées avec rapidité et gentillesse et l’aide apportée lors de la mise en place des
systèmes de récupération des eaux de pluie. Merci également à D. Bassez.
Je remercie O. Léon, technicien au Centre Régional d’Innovation et de Transfert de
Technologies Agroressources, pour son aide sur une partie des prélèvements et des analyses.
Merci de tout cœur à J. Crouzil, A. Rabaud, S. Danglades et M. Tanguy pour leur
contribution rigoureuse et efficace à l’avancement de ce travail à l’occasion de leurs stages.
Les conditions de travail très favorables dont j’ai pu bénéficier, tant sur le plan matériel que
scientifique, sont le fait de l’ensemble du personnel permanent et des étudiants du
laboratoire. Je les remercie tous pour leur gentillesse et leur bonne humeur, qui ont contribué
à rendre ces recherches agréables.
Ma reconnaissance va également à A. Breton pour son soutien indéfectible tout au long de
ces trois années, pour sa confiance et son amitié. Merci également à J. Seira pour sa bonne
humeur quotidienne. Je vous souhaite bon courage pour vos propres thèses. Je tiens
également à remercier Amandine et Julien, Bozzo pour les intimes, pour leurs conseils avisés
d’anciens thésards.
Je remercie mes proches pour leur soutien et leur présence de tous les instants. Merci à
Pascal qui partage ma vie, mes joies et mes angoisses au quotidien.
Enfin, ces remerciements ne peuvent s’achever sans une pensée pour ma famille, mes parents
et mes frères, car ils sont les piliers fondateurs de ce que je suis.
SOMMAIRE
GENERAL
INTRODUCTION GENERALE…………………………………………………………….1
PARTIE I - ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE………………………………………………..4
I
PRINCIPE DE LA RÉCUPERATION DES EAUX DE PLUIE ............................................................. 6
I.1
I.2
I.3
I.4
I.5
II
LA COLLECTE........................................................................................................................................ 6
L’ACHEMINEMENT ET LE PRETRAITEMENT ................................................................................. 6
LE STOCKAGE ....................................................................................................................................... 7
LA DISTRIBUTION ET LE TRAITEMENT .......................................................................................... 7
LES USAGES........................................................................................................................................... 7
CONTEXTE RÉGLEMENTAIRE ............................................................................................................ 8
II.1
II.2
II.3
III
POSITION INTERNATIONALE........................................................................................................ 8
POSITION EUROPEENNE ................................................................................................................ 8
POSITION FRANÇAISE .................................................................................................................... 8
QUALITE PHYSICO-CHIMIQUE ET MICROBIOLOGIQUE ......................................................... 10
III.1
III.2
III.3
IV
FACTEURS INFLUENÇANT LA QUALITE .................................................................................. 10
QUALITE DES EAUX DE RUISSELLEMENT EN AVAL DES TOITURES ............................... 13
QUALITE DES SEDIMENTS DES CUVES DE RECUPERATION DES EAUX DE PLUIE........ 25
RISQUES SANITAIRES .......................................................................................................................... 25
IV.1
IV.2
V
RISQUES SANITAIRES LIES A LA CONSOMMATION D’EAU DE PLUIE.............................. 25
RISQUES SANITAIRES LIES A LA REUTILISATION DANS L’HABITAT .............................. 26
IMPACTS DES SYSTEMES DE RECUPERATION DES EAUX DE PLUIE.................................... 28
V.1
V.2
IMPACTS DE LA PRATIQUE ......................................................................................................... 28
IMPACT D’UNE GENERALISATION DE LA PRATIQUE........................................................... 29
CONCLUSION.................................................................................................................................................... 33
PARTIE II – MATERIEL ET METHODES……………………………………………...34
I
DESCRIPTION DES SITES .................................................................................................................... 37
I.1
I.2
II
MAISON INDIVIDUELLE EN MILIEU RURAL ................................................................................ 37
BATIMENT COLLECTIF EN MILIEU SEMI-URBAIN ..................................................................... 45
PRELEVEMENTS .................................................................................................................................... 53
II.1
II.2
III
PARAMETRES ANALYSES ................................................................................................................... 55
III.1
III.2
III.3
IV
PRESENTATION.............................................................................................................................. 53
PROTOCOLES .................................................................................................................................. 54
PRESENTATION.............................................................................................................................. 55
FLACONNAGE................................................................................................................................. 57
PROTOCOLES .................................................................................................................................. 57
TRAITEMENT STATISTIQUE DES DONNEES ................................................................................. 59
IV.1
IV.2
BOITES A MOUSTACHES.............................................................................................................. 59
ANALYSES MULTI VARIEES ....................................................................................................... 59
CONCLUSION.................................................................................................................................................... 64
PARTIE III - ETUDE DE LA QUALITE DES EAUX RUISSELLES COLLECTEES.65
I
RESULTATS ............................................................................................................................................. 67
I.1
I.2
II
MAISON INDIVIDUELLE EN ZONE RURAL AVEC TOITURE EN TUILES ............................. 67
BATIMENT COLLECTIF EN ZONE PERIURBAINE AVEC TOITURE TERRASSE BITUMEE 67
VARIABILITE DES PARAMETRES ETUDIES .................................................................................. 68
II.1
II.2
III
QUALITE PHYSICO-CHIMIQUE .................................................................................................... 68
QUALITE MICROBIOLOGIQUE ..................................................................................................... 75
ETUDE DES CORRELATIONS PAR ANALYSES MULTIVARIEES .............................................. 87
III.1
III.2
ANALYSES HEBDOMADAIRES .................................................................................................... 87
ANALYSES MENSUELLES ............................................................................................................. 99
CONCLUSION.................................................................................................................................................. 106
PARTIE IV - ETUDE DE LA QUALITE AU FIL DU SYSTEME…………………….107
I
QUALITE DES EAUX METEORITES ET DES EAUX DE TOITURES......................................... 109
I.1
I.2
I.3
II
RESULTATS................................................................................................................................... 109
INTERPRETATIONS ..................................................................................................................... 109
CONCLUSIONS.............................................................................................................................. 114
QUALITE DE L’EAU DISTRIBUEE ................................................................................................... 114
II.1
II.2
II.3
III
RESULTATS................................................................................................................................... 114
VARIABILITE DE LA QUALITE.................................................................................................. 114
CONCLUSIONS.............................................................................................................................. 133
QUALITE DES SEDIMENTS DE FOND DE CUVE .......................................................................... 134
III.1
III.2
III.3
RESULTATS................................................................................................................................... 134
INTERPRETATIONS ..................................................................................................................... 134
CONCLUSIONS.............................................................................................................................. 138
CONCLUSION.................................................................................................................................................. 139
PARTIE V - ETUDE DES VOLUMES…………………………………………………...141
I
SUIVI VOLUMIQUE.............................................................................................................................. 143
I.1
I.2
II
MATERIEL .......................................................................................................................................... 143
METHODES......................................................................................................................................... 146
ETUDES DE CAS.................................................................................................................................... 153
II.1
II.2
II.3
III
MAISON INDIVIDUELLE AVEC CUVE DE 5 M3 ...................................................................... 153
BATIMENT COLLECTIF AVEC CUVE DE 30 M3 ...................................................................... 157
CONCLUSIONS.............................................................................................................................. 159
MODELISATION ................................................................................................................................... 160
III.1
III.2
III.3
III.4
PRESENTATION DU MODELE.................................................................................................... 160
VALIDATION EXPERIMENTALE ............................................................................................... 161
SATISFACTION DES BESOINS EN EAU ET DIMENSIONNEMENT ...................................... 164
CONCLUSIONS.............................................................................................................................. 166
CONCLUSION.................................................................................................................................................. 167
PARTIE VI – EVALUATION D’IMPACT ENVIRONNEMENTAL………………….168
I
L’ANALYSE DE CYCLE DE VIE (ACV) ............................................................................................ 170
I.1
I.2
II
DEFINITION........................................................................................................................................ 170
METHODOLOGIE .............................................................................................................................. 171
DEFINITION DES OBJECTIFS ET DU CHAMP DE L’ETUDE ..................................................... 172
II.1
PRINCIPE........................................................................................................................................ 172
II.2
ACV 1 : COMPARAISON DE DEUX SYSTEMES DE RECUPERATION DES EAUX DE PLUIE
POUR L’ALIMENTATION DES CHASSES D’EAU A DEUX ECHELLES DIFFERENTES .................. 172
II.3
ACV 2 : COMPARAISON DE L’UTILISATION D’EAU DE PLUIE AVEC L’UTILISATION DE
L’EAU DU RESEAU PUBLIC A L’ECHELLE DE LA MAISON INDIVIDUELLE ................................. 175
III
INVENTAIRE DU CYCLE DE VIE ..................................................................................................... 177
III.1
PRESENTATION DE LA DEMARCHE ........................................................................................ 177
III.2
ACV 1 : INVENTAIRE DU CYCLE DE VIE DE LA RECUPERATION DES EAUX DE PLUIE
III.3
ACV 2 : INVENTAIRE DU CYCLE DE VIE DE LA PRODUCTION D’EAU POTABLE POUR
L’ALIMENTATION DE LA MAISON INDIVIDUELLE............................................................................ 181
IV
EVALUATION DES IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX .............................................................. 182
IV.1
IV.2
V
PRINCIPE........................................................................................................................................ 182
PRESENTATION DES METHODES D’ANALYSE DE L’IMPACT ........................................... 183
RESULTATS ET INTERPRETATIONS.............................................................................................. 185
V.1
V.2
ACV 2 : RESULTATS COMPARATIFS POUR LA SUBSTITUTION DE L’EAU DU RESEAU
PUBLIC PAR DE L’EAU DE PLUIE ........................................................................................................... 193
CONCLUSION.................................................................................................................................................. 196
CONCLUSION GENERALE……………………………………………………………..197
RFERENCES BILBLIOGRAPHIQUES…………………………………...…………….203
LISTE DES ILLUSTRATIONS…………………………………………………………..213
ABREVIATIONS ET LEXIQUE…………………………………………………………222
PUBLICATIONS AU COURS DE LA THESE…………………………………………226
ANNEXES………………………………………………………………….……………….229
INTRODUCTION
GÉNÉRALE
Des vestiges de systèmes de récupération en aval des toitures ont été mis en évidence en 300
avant Jésus-Christ. En effet, capter l’eau de pluie et la stocker est une pratique ancestrale, qui a
été développée par de nombreuses civilisations. Ainsi, dans les maisons romaines antiques, le
centre de la pièce principale était occupé par un bassin carré appelé l’impluvium qui recueillait
les eaux de pluie. Seulement cette pratique est tombée en désuétude avec l’avènement des
réseaux d’eau potable au siècle dernier.
De nos jours, la récupération-réutilisation des eaux de pluie est encore utilisée dans certaines
régions du monde au contexte particulier. Dans les pays émergents, elle peut apparaître comme
une solution d’attente vers la mise en place d’infrastructures de production et de distribution
d’eau potable. L’eau de pluie collectée en aval des toitures peut alors être utilisée pour les usages
domestiques, et en tant qu’eau de boisson. Dans certains pays développés, tels que l’Australie ou
les Etats-Unis, un recours aux ressources alternatives est parfois nécessaire face à des épisodes
de sécheresse de plus en plus fréquents.
En Europe, dans le cadre du développement durable et d’une gestion plus rationnelle des
ressources en eau, la récupération des eaux de pluie gagne du terrain. L’originalité par rapport
aux situations décrites précédemment réside dans l’idée de collecter les eaux de pluie en zone
desservie par un réseau d’adduction en eau potable, afin de l’utiliser dans l’habitat, pour des
usages ne nécessitant pas une eau de qualité « potable ». L’engouement des collectivités locales
et territoriales, mais aussi des particuliers, pour cette pratique s’explique par les nombreux
avantages qu’elle présente à priori: économie d’eau potable, gestion de la ressource en eau,
limitation des apports d’eau pluviale dans les stations d’épuration, maîtrise du ruissellement…
Or, s’il n’y a pas d’obstacles au stockage des eaux de pluie en vu d’usage « extérieurs » tel que
l’arrosage du jardin, la question est plus délicate en ce qui concerne des usages « intérieurs ». La
réutilisation des eaux de pluie dans les bâtiments nécessite en effet la création d’un double
réseau, d’où la possibilité d’interconnexions et la contamination du réseau d’eau public par
phénomène de retour d’eau. Chaque état membre a donc dû mettre en place une réglementation
propre pour définir les usages possibles, extérieurs ou intérieurs à l’habitat, et les utilisateurs
potentiels de l’eau de pluie : collectivités, particuliers, industriels…
En France, le développement de la réutilisation des eaux de pluie dans l’habitat a longtemps été
freiné par des difficultés d’ordre réglementaire. D’une part, dans le cadre de la démarche Haute
Qualité Environnementale créée en 1996, plusieurs installations ont été réalisées après obtention
d’une autorisation auprès des Directions Départementales des Affaires Sanitaires et Sociales.
D’autre part, la Direction Générale de la Santé et le conseil Supérieur d’Hygiène Publique de
France ont émis un avis défavorable à l’utilisation d’eau de pluie dans l’habitat en 2006. Face à
cette situation, une clarification de la réglementation s’est avérée nécessaire. Désormais, le
contexte législatif précise les usages autorisés et décrit les conditions d’entretien dans l’arrêté du
21 août 2008. Il définit, de plus, les contrôles des systèmes de récupération dans l’arrêté du 17
décembre 2008. Ainsi, la réutilisation des eaux de pluie dans l’habitat est autorisée, mais sous
des conditions encadrées et strictes.
Dans ce contexte, Veolia Eau et le laboratoire de Chimie Agro-Industrielle de l’INP/ENSIACET,
unité mixte de recherche INRA, ont uni leurs efforts afin d’étudier la qualité des eaux de pluie
collectées en aval des toitures et stockées en cuve, en vu de leur réutilisation dans l’habitat. Cette
étude repose sur une expérimentation concrète et un suivi longue durée, afin de fournir des
données scientifiques objectives.
-2-
Ce mémoire comporte six parties.
La première partie présente, tout d’abord, le principe de la pratique de récupération des eaux de
pluie et le contexte réglementaire associé dans le monde, en Europe et en France. Elle s’attache,
ensuite, à synthétiser une sélection des connaissances bibliographiques concernant la qualité
physico-chimique et microbiologique des eaux de ruissellement en aval des toitures, puis, décrit
les risques sanitaires liés à la consommation d’eau de pluie ou à leur réutilisation dans l’habitat.
Elle concerne, enfin, les impacts de ces systèmes ou de la généralisation de leur mise en place,
d’un point de vue économique et environnemental.
La seconde partie de ce mémoire décrit le matériel et les méthodes utilisés. Elle présente, tout
d’abord, la mise en place des deux installations de récupération des eaux de pluie qui ont été
suivies. Les deux installations diffèrent de part leur environnement (rural ou périurbain), leur
taille (maison individuelle ou bâtiment collectif) et la nature de la surface de collecte (toiture en
tuiles ou toiture terrasse bitumée). Elle s’intéresse, ensuite, à détailler les campagnes de
prélèvements réalisées. Elle décrit, enfin, le traitement statistique utilisé pour l’exploitation des
données expérimentales obtenues.
La troisième partie de ce mémoire porte sur l’étude de la qualité des eaux ruisselées collectées.
Elle présente, tout d’abord, les résultats obtenus lors du suivi de la maison individuelle en zone
rurale avec toiture en tuiles puis, du bâtiment collectif en zone périurbaine avec toiture terrasse
bitumée. Treize paramètres physico-chimiques, les concentrations ioniques, certains
micropolluants et onze paramètres microbiologiques ont été suivis sur une année. Une étude des
corrélations entres paramètres a, ensuite, été réalisée à l’aide d’analyses multivariées.
La quatrième partie de ce mémoire concerne l’étude de la qualité des eaux au fil du système de
récupération. Elle présente, tout d’abord, la qualité des eaux météorites et des eaux de toiture.
Elle s’intéresse, ensuite, à la qualité physico-chimique et microbiologique de l’eau distribuée
pour les usages dans l’habitat. Elle décrit, enfin, la qualité des sédiments de fond de cuve.
La cinquième partie s’intéresse à l’étude des volumes collectés. Elle décrit, tout d’abord, le
matériel et les méthodes utilisés pour réaliser le suivi volumique des deux installations. Elle
présente, ensuite, les résultats des deux études de cas concernant les besoins en eau pour
l’alimentation des chasses d’eau et les taux de satisfaction de ces besoins. Elle s’attache, pour
finir, à modéliser le fonctionnement hydraulique des deux systèmes de récupération et à vérifier
leur dimensionnement.
La sixième partie concerne l’évaluation d’impact environnemental de la récupération des eaux de
pluie en aval des toitures pour l’alimentation des chasses d’eau. Une présentation de la
méthodologie employée, l’analyse de cycle de vie, est réalisée dans un premier temps. Puis, les
résultats des deux analyses réalisées sont discutés au regard de l’effet d’échelle et de l’utilisation
comparée d’eau de pluie récupérée et d’eau potable du réseau public.
-3-
PARTIE I
ETUDE
BIBLIOGRAPHIQUE
SOMMAIRE DE LA PREMIERE PARTIE
I
PRINCIPE DE LA RÉCUPERATION DES EAUX DE PLUIE ............................................................. 6
I.1
I.2
I.3
I.4
I.5
II
LA COLLECTE........................................................................................................................................ 6
L’ACHEMINEMENT ET LE PRETRAITEMENT................................................................................. 6
LE STOCKAGE ....................................................................................................................................... 7
LA DISTRIBUTION ET LE TRAITEMENT .......................................................................................... 7
LES USAGES........................................................................................................................................... 7
CONTEXTE RÉGLEMENTAIRE............................................................................................................ 8
II.1
II.2
II.3
III
POSITION INTERNATIONALE........................................................................................................ 8
POSITION EUROPEENNE ................................................................................................................ 8
POSITION FRANÇAISE .................................................................................................................... 8
QUALITE PHYSICO-CHIMIQUE ET MICROBIOLOGIQUE ......................................................... 10
III.1
FACTEURS INFLUENÇANT LA QUALITE.................................................................................. 10
III.1.1
Eaux météorites ........................................................................................................................ 10
III.1.2
Eaux de ruissellement de toitures ............................................................................................. 11
III.1.3
Eaux dans le système de récupération...................................................................................... 11
III.1.3.1
III.1.3.2
III.1.3.3
III.1.3.4
Influence du first-flush ........................................................................................................................ 11
Influence du stockage .......................................................................................................................... 12
Influence de la sédimentation .............................................................................................................. 12
Influence de l’entretien........................................................................................................................ 12
III.2
QUALITE DES EAUX DE RUISSELLEMENT EN AVAL DES TOITURES ............................... 13
III.2.1
Qualité physico-chimique......................................................................................................... 13
III.2.1.1
III.2.1.2
III.2.1.3
III.2.1.4
III.2.1.5
III.2.2
III.2.2.1
III.2.2.2
III.3
IV
pH........................................................................................................................................................ 13
Composition ionique ........................................................................................................................... 13
Eléments traces métalliques (ETM)..................................................................................................... 13
Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) .............................................................................. 14
Pesticides............................................................................................................................................. 15
Qualité microbiologique........................................................................................................... 20
Contamination fécale........................................................................................................................... 20
Présence de pathogènes ....................................................................................................................... 20
QUALITE DES SEDIMENTS DES CUVES DE RECUPERATION DES EAUX DE PLUIE ....... 25
RISQUES SANITAIRES .......................................................................................................................... 25
IV.1
RISQUES SANITAIRES LIES A LA CONSOMMATION D’EAU DE PLUIE ............................. 25
IV.2
RISQUES SANITAIRES LIES A LA REUTILISATION DANS L’HABITAT .............................. 26
IV.2.1
Les voies d’exposition............................................................................................................... 26
IV.2.2
Le risque d’interconnexion....................................................................................................... 27
IV.2.3
Retours d’expérience et évaluation des risques........................................................................ 27
V
IMPACTS DES SYSTEMES DE RECUPERATION DES EAUX DE PLUIE ................................... 28
V.1
IMPACTS DE LA PRATIQUE ......................................................................................................... 28
V.1.1 Economies d’eau et financières réalisables .................................................................................. 28
V.1.2 Evaluation environnementale........................................................................................................ 29
V.2
IMPACT D’UNE GENERALISATION DE LA PRATIQUE .......................................................... 29
V.2.1 Gestion des systèmes de distribution et d’assainissement............................................................. 29
V.2.2 Gestion du ruissellement urbain.................................................................................................... 30
CONCLUSION ................................................................................................................................................... 33
-5-
I
PRINCIPE DE LA RÉCUPERATION DES EAUX DE PLUIE
De tout temps, nombre de civilisations ont pratiqué la récupération des eaux de pluie (Pinfold
et al., 1993; Simmons et al., 2001). Des traces de systèmes de récupération des eaux de pluie
en aval des toitures ont été mises en évidence en 300 avant Jésus-Christ, bien avant
l’avènement du réseau public de distribution. La plupart des systèmes utilisés à l’époque
consistait en une récupération et un stockage de l’eau dans des citernes. L’eau était alors
utilisée en tant qu’eau de boisson. De nos jours, la pratique a évolué : les dispositifs installés
et les conditions d’utilisation peuvent varier d’un système à l’autre. Néanmoins, le principe
reste le même et les dispositifs présentent les mêmes éléments de base.
Une différence entre le passé ancien et le présent réside dans le fait que d’une part les réseaux
publics d’eau potable se sont développés et que les dispositifs de récupération d’eau de pluie
d’aujourd’hui intègrent une partie « distribution » de l’eau avec un système intégré d’appoint
en eau potable pour assurer la continuité de la distribution (Figure I-1).
Figure I-1. Les différentes parties d’un système de récupération des eaux de pluie
I.1
La collecte
Les eaux sont collectées sur une surface, généralement les toitures, de façon à limiter la
pollution par ruissellement. Les surfaces de collecte vont en effet directement impacter sur la
qualité des eaux ruisselées. Le lessivage des chaussées contribue par exemple largement à la
pollution des eaux pluviales. Ainsi, le choix des toitures permet de limiter les apports de
polluants. Différents types de toitures, toitures terrasses ou en pente, et différents matériaux
de couverture sont rencontrés, asphalte, tuiles, métalliques, plaques goudronnées…
I.2
L’acheminement et le prétraitement
Les eaux sont acheminées par gravité via les gouttières et les descentes pluviales vers un
dispositif de stockage. Elles peuvent, entre temps, subir un prétraitement. Beaucoup
d’installations de récupération des eaux de pluie sont équipées de systèmes permettant de ne
pas stocker les premiers millimètres de pluie ou litres de pluie. En effet, en assainissement
urbain, il est souvent affirmé que les premières eaux d’un évènement pluvieux sont
particulièrement chargées, parce qu'elles drainent les polluants accumulés par temps sec.
-6-
Cette idée est connue sous le nom d'« effet de premier flot » (first-flush en anglais). Une
définition plus stricte a été suggérée considérant que le phénomène n’a lieu que lorsqu’au
moins 80 % de la charge polluante est contenue dans les 30 premiers pour cent du volume
d’eau ruisselé (Bertrand-Krajewski et al., 1998). Or, un phénomène similaire est susceptible
de se produire lors du ruissellement sur les toitures. Le prétraitement le plus souvent rencontré
reste néanmoins un dégrillage garantissant une qualité minimale. Il s’agit généralement d’une
filtration grossière permettant d’éviter que des débris ou des feuilles entrent dans la cuve.
I.3
Le stockage
Le stockage est effectué en cuve. Les cuves de stockage rencontrées sont en béton, en
matériau plastique comme par exemple le polyéthylène haute densité (PEHD), en fibre de
verre ou métalliques… Les cuves sont généralement placées à l’obscurité à l’intérieur des
bâtiments ou enterrées à l’extérieur.
I.4
La distribution et le traitement
L’eau est ensuite acheminée aux points de puisage, généralement par pompage. Les usages
dans les bâtiments nécessitent alors la création d’un double réseau pour les deux types de
qualité d’eau différente. De plus, les systèmes sont équipés d’un appoint en eau du réseau
d’eau public de façon à assurer une continuité de la distribution même en cas de pénurie d’eau
dans la cuve de stockage. Pour des raisons sanitaires liées aux qualités d’eau différentes, le
réseau de distribution des eaux pluviales doit être strictement différencié, disconnecté et
indépendant du réseau public d’eau potable.
Les traitements présents en aval du stockage sont variables en fonction de la qualité de l’eau
souhaitée laquelle est fonction des usages. Il peut s’agir de filtrations sur cartouche avec
différents seuils de coupure, de filtrations sur charbon actif ou sur sable (Ahammed and
Meera, 2006), d’une désinfection ultra-violet (UV) (Kim et al., 2005), d’une élévation de
température (Spinks et al., 2006a), ou encore d’une chloration.
I.5
Les usages
Les usages de l’eau de pluie sont très dépendants du contexte et de l’objectif : ils varient
autour du monde. Dans certains pays en voie de développement, l’eau de pluie est parfois la
seule source d’eau disponible. Les populations utilisent alors cette eau pour tous les usages
notamment la boisson.
Dans d’autres pays, la pratique de récupération d’eau de pluie est répandue du fait du manque
de confiance de la population en la qualité de l’eau potable distribuée. En Nouvelle-Zélande,
un lotissement a récemment fait le choix de l’installation de systèmes de récupération d’eau
de pluie au lieu de la création d’un réseau d’eau public (Simmons et al., 2008). Dans les pays
industrialisés où le système d’adduction en eau potable est très bien implanté et raccorde plus
de 98% de la population, l’eau de pluie apparait comme une ressource complémentaire
destinée à alimenter des usages qui n’exigeraient pas une eau potable. Les différents usages
envisageables peuvent alors être répartis en deux catégories : les usages extérieurs d’une part
et les usages intérieurs d’autre part, lesquels requièrent la création d’un double réseau. Les
usages extérieurs peuvent être assimilés à l’arrosage des jardins et le lavage de surfaces et/ou
de véhicules. Les usages envisageables dans l’habitat sont essentiellement l’alimentation des
chasses d’eau et le lavage du linge, sous réserve qu’ils soient autorisés par la législation du
pays.
-7-
II CONTEXTE RÉGLEMENTAIRE
II.1 Position internationale
La récupération des eaux de pluie et leur utilisation pour l’irrigation ou l’évacuation des
excrétas sont des pratiques répandues dans certains pays tels l’Australie, la Nouvelle-Zélande
et l’Inde. Au contraire, le Canada et les Etats-Unis n’incitent pas à la récupération des eaux de
pluie. En fait, les utilisations dans l’habitat ne sont autorisées que sous certaines conditions
(pénurie d’eau, établissements spécifiques, respect d’un cahier des charges strict…).
II.2 Position européenne
Concernant la pratique de réutilisation des eaux de pluie dans l’habitat, la situation en Europe
est caractérisée par l’ambiguïté des textes réglementaires. En effet, la directive européenne
98/83/CE du 3 novembre 1998 exige une eau potable pour les « usages domestiques ». Or les
différents états membres ont défini différemment ces usages domestiques adoptant ainsi des
positions différentes vis-à-vis de l’utilisation des eaux de toits dans le bâtiment. Ainsi la
pratique est très répandue en Allemagne, Suède et Norvège. En Belgique, les lois nationales
imposent même cette pratique pour les constructions nouvelles pour certains usages autorisés.
Au contraire, elle est désormais interdite à large échelle aux Pays-Bas suite à la mise en
évidence de nombreuses interconnexions lors de l’existence d’un double réseau (Oesterholt et
al., 2007).
II.3 Position française
Dans le contexte législatif français, le code civil (art. 641) reconnait à chacun le droit
d’utiliser les eaux pluviales tombant sur sa propriété. Néanmoins, la récupération des eaux de
pluie pour des usages domestiques était fortement déconseillée en France par les autorités
sanitaires avant 2007.
D’après l’article R. 1321-1 du Code de la Santé Publique et le décret n°2001-1220 du 20
décembre 2001 relatif aux eaux destinées à la consommation humaine à l’exclusion des eaux
minérales naturelles, transcription dans le droit français de la directive européenne 98/83/CEE,
les critères de qualité des eaux dites « potables » s’applique à « toutes les eaux qui, soit en
l’état, soit après traitement, sont destinées à la boisson, à la cuisson, à la préparation
d’aliments ou à d’autres usages domestiques… »
La direction Générale de la Santé a précisé dans sa position du 2 mars 2006 que la notion
d’usages domestiques recouvrait les usages alimentaires (boisson, préparation des aliments,
vaisselle), les usages liés à l’hygiène corporelle (lavabo, douche, bain, lavage du linge), les
autres usages dans l’habitat (évacuation des excrétas, lavage des sols et des véhicules,
arrosage des légumes, eau de piscine).
Le Conseil Supérieur d’Hygiène Publique de France (CSHPF) dans son avis du 5 septembre
2006 a assimilé l’utilisation de l’eau de pluie dans l’habitat à un retour en arrière en terme de
salubrité publique. Le CSHPF insiste sur les risques de la création d’un double réseau,
laquelle peut donner lieu à des interconnexions. En cas de baisse de pression dans le réseau
public d’eau potable, un phénomène de retour d’eau peut alors se produire, contaminant ainsi
le réseau d’eau potable par des eaux de pluie qui ne sont pas de qualité potable.
Parallèlement, la démarche Haute Qualité Environnementale a été un moteur dans l’essor de
la réutilisation des eaux de pluie depuis sa création en 1996. Ainsi, malgré les avis
défavorables des autorités sanitaires, de nombreuses installations ont été mises en place
notamment sur des bâtiments collectifs, après obtention d’une autorisation des Directions
Départementales des Affaires Sanitaires et Sociales.
-8-
L’entrée en vigueur de la Loi sur l’Eau et les Milieux Aquatiques (LEMA) du 30 décembre
2006 a bouleversé ce contexte. En effet, l’article 49 de la LEMA introduit le principe de
récupérer les eaux de pluie ruisselées en aval des toitures pour certains usages domestiques.
En introduisant un crédit d’impôts pour les particuliers souhaitant équiper leur habitation d’un
système de récupération d’eau de pluie, cet article en incite financièrement la pratique.
Ainsi, l’arrêté du 4 mai 2007 à vocation quasiment exclusivement fiscale fournit une liste des
équipements ouvrant droits à un crédit d’impôts. Les usages autorisés de l’eau de pluie sont
restreints aux usages à l’extérieur de l’habitat, typiquement pour l’arrosage.
Ce mécanisme d’incitation fiscale a été le déclencheur de la réglementation autour de la
récupération d’eau de pluie en France. Un travail interministériel conciliant la nécessité de
répondre à l’engouement croissant que connaissait la récupération des eaux de pluie et la
nécessité de protéger le réseau public d’eau potable et d’assurer la sécurité sanitaire des
consommateurs dans l’utilisation d’une eau qui n’est pas potable, a abouti à la création d’un
nouvel arrêté en date du 21 août 2008. Cet arrêté autorise désormais certains usages à
l’intérieur de l’habitat, en plus des usages extérieurs, dans des conditions strictes et précises
d’installation, d’entretien et de déclaration. Les eaux de pluie collectées en aval de toitures
inaccessibles peuvent être utilisées pour l’alimentation des chasses d’eau, le lavage des sols et
à titre expérimental pour l’alimentation des lave-linges sous réserve d’un traitement adapté,
assurant notamment une désinfection. L’article 2 précise les établissements pour lesquels
l’utilisation d’eau de pluie n’est pas autorisée quels que soient les usages : les établissements
de santé, sociaux, médico-sociaux, d’hébergement de personnes âgées, cabinets médicaux,
cabinets dentaires, laboratoires d’analyses de biologie médicale, établissements de transfusion
sanguine, crèches, écoles maternelles ou élémentaires. Le législateur a également pris des
précautions sur le plan sanitaire. L’interconnexion entre le réseau d’eau de pluie et le réseau
d’eau potable est strictement interdite. En cas d’appoint de la cuve de stockage en eau potable,
cet appoint doit se faire par un système de disconnexion par surverse totale conformément à la
norme NF EN 1717. La présence dans une même pièce de deux robinets distribuant une eau
de qualité différente est interdite. Un repérage explicite des canalisations et des robinets de
distribution d’eau de pluie est exigée. Enfin, cet arrêté définit des obligations d’entretien pour
le propriétaire (nettoyage des filtres, vidange et désinfection de la cuve de stockage) et la
tenue d’un carnet sanitaire d’entretien.
Le mécanisme de crédit d’impôts a été étendu aux installations conçues pour des usages
intérieurs grâce à l’arrêté du 3 octobre 2008 modifiant l’article 18bis du code général des
impôts, annexe 4. Les dépenses relatives aux équipements ouvrent droit à un crédit d’impôts
égal à 25 % du montant de celles-ci, dans la limite de 8 000 euros.
Le contrôle des installations de récupération d’eau de pluie est autorisé mais leur déclaration
n’est obligatoire que dans le cas d’un raccordement au réseau public d’assainissement. En
effet, les conditions de déclaration des ouvrages de prélèvement d’eau, puits ou forages et de
contrôle des installations privatives d’eau potable ont été précisées par le décret du 2 juillet
2008. Mais, concernant les installations de récupération d’eau de pluie, l’arrêté du 21 août
2008 ne vise que l’obligation de déclaration d’usage en mairie, prévue au Code Général des
Collectivités Territoriales, pour le cas où les eaux de pluie retournent au réseau
d’assainissement public. Dans ce cas, les volumes d’eau de pluie retournant au réseau public
d’assainissement collectif soumis à la redevance assainissement doivent être évalués. L’arrêté
du 17 décembre 2008 relatif aux conditions de contrôle des installations privées de
distribution d’eau potable et des ouvrages de récupération d’eau de pluie en partie privative
est venu compléter les dispositions réglementaires destinées à encadrer les dispositifs privatifs
de récupération d’eau de pluie. L’agent du service public de distribution d’eau vérifie
notamment l’absence d’interconnexion permanente ou temporaire entre les deux réseaux en
partie privative.
-9-
Il est important que le développement de la pratique de la récupération des eaux de pluie
s’accompagne de directives légales et gouvernementales. En effet, ces systèmes représentent
un transfert de responsabilité des autorités locales de l’eau vers les propriétaires, tout en
laissant la possibilité d’un risque sanitaire pour le réseau public d’eau potable, lié aux
éventuels retours d’eau de pluie dans le réseau public.
III QUALITE PHYSICO-CHIMIQUE ET MICROBIOLOGIQUE
III.1 Facteurs influençant la qualité
III.1.1 Eaux météorites
Le terme « météorites » désigne les eaux de pluie avant qu’elles n’aient ruisselé sur une
surface imperméabilisée. La composition de ces eaux est liée à celle de l’atmosphère
puisqu’elle se charge de polluants lors de son lessivage. Ainsi, la qualité des eaux météorites
peut varier considérablement en fonction de la zone géographique considérée et de ses
caractéristiques. Le Tableau I-1 répertorie les différentes sources d’ions dans les eaux
météorites. Les polluants susceptibles de se retrouver dans les eaux météorites des zones
présentant une forte activité industrielle ou un fort trafic sont les composés organiques volatils
et les hydrocarbures aromatiques polycycliques. Dans les zones présentant une activité
agricole, les pesticides peuvent être significativement présents (Thomas and Greene, 1993).
Tableau I-1. Sources d’ions dans les eaux météorites, d’après Celle-Jeanton et al., 2009.
Ions
HCO3Ca2+
Source principale
Sources terrestres (dissolution de
calcaire régionale ou de sédiments
alluviaux carbonatés) ou poussières du
Sahara.
(Avila et al., 1997)
NH4+
NO3SO42-
K+
Sources anthropogéniques :
combustion, trafic pour les NOx et les
SOx, usines d’engrais et agriculture
intensive pour NH3.
Autre source
Sources anthropogéniques (trafic,
cimenteries)
(Sanusi et al., 1996)
Transports longue-distance et émissions
locales d’aérosols anthropogéniques.
(Praveen et al., 2007)
Origine marine : au bord de la mer la
participation des SO42- au sel total
marin est de 8%.
Potassium terrestre ou aérosols
anthropogéniques (combustion de
biomasse, déchets de combustion…).
La contribution marine est mineure.
Na+
Cl-
Activités humaines telles qu’industrie
du papier
Dissolution de dolomite (carbonates de
magnésium)
Aérosols marins
Mg2+
- 10 -
III.1.2 Eaux de ruissellement de toitures
Lorsqu’elle tombe, la pluie se charge dans l’atmosphère des poussières qui s’y trouvent puis
elle lessive les toitures, les trottoirs et les chaussées et entraîne avec elle les particules qui y
sont déposées. De manière synthétique, 75 à 85 % de la pollution contenue dans l’eau pluviale
sont imputables au ruissellement, 15 à 25 % étant déjà contenus dans la pluie météorite
(Miquel, 2003). L'importance du ruissellement est une variable déterminante car au cours de
son parcours au sol, l'eau se charge de divers résidus et polluants, qui vont transformer sa
composition.
Or, contrairement à certaines idées reçues, les eaux de pluie ayant ruisselé sur les toitures ne
sont pas exemptes de polluants qu’ils soient de nature physico-chimique ou microbiologique
(Meera and Ahammed, 2006). La pollution correspondante comprend les déchets et flottants,
les sables et matières en suspension (MES), les matières organiques et nutriments (N, P), les
éléments traces métalliques (Zn, Pb, Cu, Cr, Cd, Hg…), les composés traces organiques, les
pesticides et herbicides, les micropolluants biologiques (bactéries, virus…).
Les facteurs pouvant influencer la qualité des eaux de pluie en aval des toitures sont
nombreux et peuvent être listés de la façon suivante (Förster, 1996):
- Position du toit : taille, pente et exposition
- Matériaux du toit : caractéristique chimique, âge, revêtement….
- Localisation du toit : proximité des sources polluantes
- Evènement pluvieux : intensité, vent, concentrations des polluants dans la pluie
- Autres facteurs météorologiques : saison, temps sec précédent la pluie…
- Concentrations des polluants dans l’atmosphère : émission, transport, demi-vie, partition…
- Propriétés chimiques des substances : pression de vapeur, solubilité dans l’eau, constante
de Henry…
Les études de Förster ont montré que les niveaux de pollution des eaux de ruissellement
provenant de différentes toitures localisées dans une même zone géographique étaient très
variables au fil des saisons. Ces niveaux de pollution étaient également variables au cours
d’un même évènement pluvieux (Förster, 1996; Forster, 1998; Förster, 1999). Plusieurs autres
études ont mis en évidence des niveaux de contamination microbiologique variable au cours
de l’année (Simmons et al., 2001; Sazakli et al., 2007; Jordan et al., 2008; Despins et al.,
2009). Généralement, l’été est caractérisé par une dégradation de la qualité physico-chimique
et microbiologique par rapport à l’hiver (Jordan et al., 2008; Despins et al., 2009). Certains
auteurs ont également rapporté une forte influence de la vitesse du vent et de sa direction sur
la qualité des eaux de pluies collectées en aval des toitures (Evans et al., 2007). La
dégradation des eaux de pluie collectées a été constatée aux Bermudes suite à l’ouragan
Fabian en 2003. Les usagers se sont plaints d’odeur et de goût désagréables (Levesque et al.,
2008).
III.1.3 Eaux dans le système de récupération
Dans un système de récupération des eaux de pluie, les facteurs influençant la qualité de l’eau
interviennent au moment de la collecte. En outre, des contaminations peuvent également avoir
lieu lors de l’acheminement ou du stockage des eaux. Enfin, selon les conditions, le stockage
peut favoriser ou non la croissance bactérienne.
III.1.3.1 Influence du first-flush
Plusieurs études ont montré que les concentrations en polluants sont plus élevées pendant les
premières minutes d’un évènement pluvieux (Meera and Ahammed, 2006). Ce phénomène
communément nommé « first-flush » est dû au lessivage par la pluie des polluants présents
dans l’atmosphère, des polluants qui se sont accumulés sur les surfaces durant la période de
- 11 -
temps sec et des produits de corrosion des toitures. Des systèmes mécaniques permettent
d’évacuer cette première partie de la pluie. La quantité effective d’eau à évacuer reste floue.
En effet, les publications traitant de ce sujet (Yaziz et al., 1989; Martinson and Thomas, 2005;
May and Prado, 2006; Schriewer et al., 2008) proposent l’élimination des premières minutes
de pluie, ou des premiers millimètres, ou des premiers litres…Il est donc difficile d’évaluer le
réel impact d’un système de first-flush sur la qualité de l’eau récoltée. Néanmoins, Spinks et
al. affirment que même en cas de perturbations écologiques importantes telles qu’une
pollution de l’air par des particules issues d’un incendie dans l’atmosphère, la qualité des eaux
de ruissellement de toiture peut être maintenue avec de simples précautions telles que
l’utilisation d’un first-flush (Spinks et al., 2006b).
III.1.3.2 Influence du stockage
La nature du matériau de stockage peut impacter sur la qualité de l’eau de pluie. Les eaux de
pluie stockées en cuve plastique seraient plus acides que celles stockées en cuve béton. Au
contraire, le stockage dans une cuve plastique conduirait à des valeurs de couleur, de turbidité
et de carbone organique total inférieures aux valeurs obtenues lorsque le stockage a lieu en
cuve béton (Zhu et al., 2004; Despins et al., 2009). L’augmentation du pH dans les citernes en
béton a été attribuée à un relargage de carbonate de calcium par les parois (Zhu et al., 2004).
En fait, peu de données sont disponibles sur les processus ayant lieu dans la cuve. Certaines
études se sont intéressées à l’influence du temps de stockage sur la qualité microbiologique
des eaux de pluie mais il n’y a pas de consensus à ce sujet. Certaines études indiquent une
diminution de la population bactériologique au cours du stockage (Coombes et al., 2000;
Vasudevan et al., 2001; Martin et al., 2010). Cette amélioration de la qualité à la fois
microbiologique et physico-chimique des eaux de pluie au cours du stockage est expliquée par
les processus naturels qui ont alors un rôle épuratoire (Coombes et al., 2000; Evans et al.,
2009). Au contraire, d’autres auteurs ont constaté l’absence de diminution et ont même mis en
évidence une capacité de certains microorganismes à se multiplier durant le stockage (Lye,
1989; Lye, 1991)
III.1.3.3 Influence de la sédimentation
La sédimentation joue un rôle essentiel dans la diminution des charges de contaminants dans
les eaux de pluie stockées (Spinks et al., 2005).
Les premiers résultats d’une étude réalisée à Melbourne sur la qualité des eaux de
ruissellement de toitures et celle des sédiments accumulés en fond de cuve suggère que la
conception du système a une grande influence sur la qualité de l’eau distribuée au point
d’usage. Il est donc conseillé d’utiliser des équipements réduisant la remise en suspension des
sédiments, ou facilitant leur évacuation ainsi que d’effectuer une maintenance régulière
(Magyar et al., 2007).
Dans une étude aux Bermudes portant sur une centaine d’installation de récupération des eaux
de pluie, le profil de concentrations des sédiments prélevés au fond des cuves de récupération
était similaire au profil des sols environnants. Les auteurs ont donc suggéré que les dépôts de
sol sur la surface de collecte étaient une source importance de sédiments dans les cuves. De
plus, ils ont identifié les dépôts secs comme la source prédominante de contamination des
eaux de pluie collectées, la nature du toit n’étant pas une source majeure de pollution des eaux
ruisselées (Peter et al., 2008).
III.1.3.4 Influence de l’entretien
Une étude menée sur 102 foyers utilisant la récupération d’eau de pluie aux Bermudes a
permis de constater l’effet positif du nettoyage de la cuve dans l’année précédant les
prélèvements, sur la contamination en E. coli des eaux distribués (Levesque et al., 2008).
- 12 -
A l’issu d’une étude de trois ans de la qualité des eaux de pluie stockées, Sazakli et al.
recommandent un nettoyage régulier de la surface de collecte et de l’intérieur de la cuve de
stockage après l’été, avant les premières pluies importantes (Sazakli et al., 2007).
III.2 Qualité des eaux de ruissellement en aval des toitures
III.2.1 Qualité physico-chimique
Les caractéristiques des études passées en revue sont présentées dans le Tableau I-2. Des
exemples de valeurs rencontrées dans la littérature pour les eaux de ruissellement de toiture
sont fournis dans le Tableau I-3 pour les paramètres classiques, le Tableau I-4 pour les ions, et
le Tableau I-5 pour les éléments traces métalliques.
III.2.1.1 pH
Le lessivage des polluants atmosphériques affecte la composition chimique et le pH des eaux
de pluies. Les sources anthropogéniques génératrices d’oxydes de soufre (SOx) et d’azote
(NOx), ainsi que d’autres précurseurs d’acides, sont majoritairement à l’origine des pluies
acides et les faibles valeurs de pH rencontrées entraînent souvent une détérioration de la
qualité des eaux collectées par lixiviation de divers polluants des toitures. Le pH des eaux de
pluie collectées en aval des toitures reste souvent acide (Yaziz et al., 1989; Simmons et al.,
2001; Rossillon et al., 2007).
Parallèlement, la neutralisation de cette acidité peut avoir lieu à cause du carbonate de
calcium (CaCO3) des poussières atmosphériques et/ou de l’ammonium relargué par les
activités industrielles ou liées à l’agriculture et d’autres sources naturelles (Al-Khashman,
2009). Ainsi, des valeurs plus élevées de pH après ruissellement ont été expliquées par la
présence d’ions calcium et magnésium dans les dépôts atmosphériques lessivés par les eaux
de pluie (Melidis et al., 2007).
III.2.1.2 Composition ionique
Certaines études (Uba et Aghogho, 2000 ; Rossillon et al., 2007 ; Sazakli et al., 2007)
s’intéressent aux cations et anions communément présents dans les eaux collectées en aval des
toitures : calcium, magnésium, sodium, potassium, ammonium, phosphate, chlorure, sulfate,
nitrate et nitrite. Globalement, les eaux de toit sont faiblement chargées en ions et les
concentrations varient en fonction des paramètres météorologiques et de la nature de la
surface de collecte.
Dans une étude menée en Grèce concernant la qualité des eaux de ruissellement en aval des
toitures, les cations prédominants étaient Ca2+ et Mg2+, qui provenait essentiellement de
l’érosion des roches et des matériaux de construction utilisés pour les toitures. Concernant les
anions, les ions NO3- et SO42- présentaient les concentrations les plus importantes (Melidis et
al., 2007). Ces ions proviennent de la combustion des ressources fossiles. Ainsi, des valeurs
de nitrates et de sulfates plus élevées sont rapportées dans les zones avec un trafic dense et
dans les zones résidentielles très peuplées.
III.2.1.3 Eléments traces métalliques (ETM)
Les eaux de ruissellement peuvent contenir des éléments traces métalliques (ETM) du fait du
lessivage de l’atmosphère et surtout des produits de corrosion issus des toitures. Plusieurs
études ont même défini le contact des eaux de pluie avec les surfaces métalliques comme
origine de la pollution en métaux retrouvés dans les eaux de ruissellement urbaines (Förster,
1996; Gromaire-Mertz et al., 1999; Uba and Aghogho, 2000; Gromaire et al., 2002).
Grommaire et al. ont étudié la pollution des eaux de ruissellement sur un bassin versant
expérimental à Paris. Les 42 hectares du site d’étude étaient répartis en trois types de zones
- 13 -
de collecte des eaux de pluie: toitures (54 %), rues (22 %) et autres zones imperméabilisées
(24 %). Différent matériaux de couverture (tuile, ardoise, zinc) et de gouttières (zinc, cuivre,
fonte) étaient présents. La contribution des eaux de ruissellement de toiture à la pollution dans
le réseau unitaire du site en cadmium, plomb et zinc a été évaluée à plus de 80 % en temps de
pluie (Gromaire et al., 2001). Van Metre et Malher ont calculé que les eaux de ruissellement
de toitures des bâtiments d’un ancien camp de l’armée US à Austin, Texas, contribuait à
hauteur de 55 % à la charge en ETM dans les eaux pluviales du bassin versant (Van Metre
and Mahler, 2003).
Plusieurs facteurs influencent les concentrations en métaux retrouvées dans les eaux de
ruissellement de toiture. Les apports varient en fonction de la nature du revêtement (Robert,
2007). De fortes concentrations en zinc et en cadmium ont été mesurées dans les eaux de
ruissellement issues des toitures métalliques tandis que les toitures en bardeaux d’asphalte
semblent donner lieu à un lessivage de mercure (Van metre and Mahler, 2003). En Grèce, les
principaux métaux retrouvées dans des eaux de ruissellement de toiture de la ville de Xanthi
sont le fer, le manganèse et le zinc (Melidis et al., 2007). Il est souvent impossible de corréler
les concentrations retrouvées dans les eaux de ruissellement avec la durée de temps sec ayant
précédé l’évènement pluvieux, des phénomènes de passivation pouvant avoir lieu (Schriewer
et al., 2008). Les pluies acides sont généralement associées à de fortes concentrations en
métaux dans les eaux collectées. Une étude sur 125 cuves de récupération en Australie a mis
en évidence qu’un faible pH était associé à de plus fortes concentrations en plomb (Simmons
et al., 2001). L’acidité des eaux influence également la répartition des métaux entre phase
dissoute et particulaire. Ainsi, la majeure partie du zinc dans les eaux de ruissellement est
observée dans la phase dissoute (Heijerick et al., 2002; Schriewer et al., 2008). Zobrist et al.
ont montré que les espèces labiles du zinc, cuivre, plomb et cadmium augmentaient quand le
pH de l’eau de pluie diminuait de 7,0 à 5,0 (Zobrist et al., 2000). Les concentrations en
métaux tels que le plomb et le zinc rencontrées dans les eaux de ruissellement sont différentes
selon le type de zone étudiée, urbaine, industrielle ou rurale (Thomas and Greene, 1993).
III.2.1.4 Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)
Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) majoritairement issus de la combustion
incomplète par exemple de l’essence, des huiles ou du charbon, tiennent une place importante
parmi les composés supposés cancérigènes dans les dépôts atmosphériques en zone urbaine.
Les concentrations en HAP sont plus élevées dans les eaux de ruissellement de toiture que
dans les eaux de pluie du fait de la sorption de ces composés sur les toitures pendant les
périodes de temps sec (Förster, 1999; Polkowska et al., 2002).
Néanmoins, les concentrations rencontrées dans la littérature restent faibles. Dans l’étude
canadienne de Despins et al., des analyses de HAP ont été réalisées sur cinq installations de
récupération des eaux de pluie. Aucun des 20 congénères recherchés n’a pu être détecté dans
les eaux stockées malgré des limites de détection de 0,005 μg.L-1 pour le benzo(a)pyrene et 4
μg.L-1 pour l’acridine (Despins et al., 2009). Un échantillonnage de 26 cuves de récupération
des eaux de pluie situées autour de la ville de Brisbane en Australie, réalisé au mois de juillet,
n’a permis la quantification que de deux congénères sur les 17 HAP recherchés. Ainsi, seuls
l’anthracène (max 0,013 μg.L-1) et le naphtalène (max 0,054 μg.L-1) ont été quantifiés
(Huston et al., 2009). Des prélèvements d’eau de pluie stockée ont été effectués en Australie
durant une période d’incendies : les congénères recherchés n’ont pas pu être quantifiés (<1
μg.L-1). La somme des HAP était inférieure à la limite de quantification de 8 μg.L-1 (Spinks et
al., 2006a). Sur l’île grecque de Kefalonia, une étude de 3 ans réalisée sur 13 cuves de
récupération des eaux de pluie en aval de surfaces cimentées inaccessibles, n’a permis de
quantifier aucun HAP, composé organique volatil (COV) ou pesticide organochloré (Sazakli
- 14 -
et al., 2007). Les limites de détection étaient comprises entre 0,01 et 0,31 μg.L-1 pour les HAP,
0,040 et 0,090 μg.L-1 pour les pesticides et de 0,15 μg.L-1 pour les COV testés.
Les surfaces de revêtement peuvent également être à l’origine des HAP dans les eaux de
ruissellement. Le lessivage de HAP à partir du bitume des plaques de revêtement en asphalte
a été mis en évidence par une étude en laboratoire avec des conditions artificielles maximisées
(Brant and de Groot, 2001), mais une étude sur un toit réel n’a pas permis de conclure que ce
type de toiture était source de HAP (Van metre and Mahler, 2003). D’autres études suggèrent
que les toitures terrasses en plaques goudronnées peuvent néanmoins entrainer des
concentrations plus importantes du fait du contact prolongé des eaux avec le goudron (Förster,
1999).
III.2.1.5 Pesticides
Plusieurs études sur la qualité des eaux météorites et de ruissellement en milieu urbain ont mis
en évidence une relation entre les concentrations en polluants chimiques et la proximité des
sources d’émissions, les conditions climatiques, ainsi que les dépôts atmosphériques et leur
transport (Bucheli et al., 1998a; Forster, 1998; Förster, 1999). Certains pesticides comme les
organochlorés sont en effet capables d’être transportés sous forme particulaire sur de très
longues distances.
La recherche de 122 herbicides et pesticides a été effectuée sur les eaux de ruissellement
provenant de 26 cuves de récupération des eaux de pluie à Brisbane en Australie. Seul le
diuron (max 0,79 μg.L-1), la simazine (0,01 μg.L-1) et le terbutryn (0,01 μg.L-1) ont pu être
quantifiés. Il faut néanmoins souligner que ces résultats correspondent à une seule campagne
de prélèvement effectuée au mois de juillet (Huston et al., 2009).
Des essais d’écotoxicité ont été réalisés en vu de relier les concentrations en pesticides dans
les eaux de ruissellement de toiture et la toxicité de ces eaux. Polowska et al. ont étudié les
eaux de ruissellement de toiture en bordure de grands axes routiers dans la ville de Gdansk.
Leurs analyses ont montré que plus de 50 % des échantillons d’eau de ruissellement
présentaient une toxicité (Test ToxAlert ®, Vibrio fisherii), laquelle était corrélée avec les
concentrations en pesticides retrouvées dans les écosystèmes aquatiques environnants
(Polkowska et al., 2002).
Le traitement des toitures à l’aide d’herbicides empêchant le développement des végétaux et
la pénétration des végétaux dans les tuiles peut également être une source importante de
pesticides dans les eaux de ruissellement de toiture (Bucheli et al., 1998b).
- 15 -
Tableau I-2. Caractéristiques des études sur les eaux de ruissellement de toiture passées en revue
Pays
Environnement
Matériau
surface de
collecte
fer galvanisé
Matériau du
stockage
Nombre
d’échantillons
Période
après
ruissellement
sur toiture
après
ruissellement
sur toiture
robinet de
distribution
2 par cuve sur
2 cuves
1999
77 issus de 11
évènements
pluvieux
ponctuel
49 cuves
mars
1999-janv.
2001
2003
Commentaires
Référence
Newcastle,
Australie
urbain, proche trafic et
zone industrielle
Newcastle,
Australie
suburbain
acier colourbond
Victoria,
Australie
zone subissant les
fumées d’incendies
béton, plastique,
fibre de verre, fer
galvanisé
Xanthi,
Grèce
urbain
différentes densités
d’habitation, de trafic,
d’activités industrielles
peu d’émissions dues au
trafic, aux activités
industrielles ou liées à
l’agriculture
tuiles, zincalume,
fer galvanisé,
acier
colourbound
tuiles en argile,
fonte, béton…
-
après
ruissellement
sur la toiture
13 évènements
pluvieux sur 10
sites soit 130
déc. 2002sept. 2004
ciment
béton armé
cuve
12 sur 13 cuve
soit 156
Eté 2002printemps
2005
avec first-flush
(Sazakli et
al., 2007)
asphalte, tuiles,
goudron, acier
galvanisé
robinet sur la
cuve ou dans
la cuve
hiver 10
été 11
provenant de
11 cuves
38 issus de 17
évènements
pluvieux
30 sur 7 sites
soit 210
90 par an sur
1 cuve
En juillet
2004 et
en déc.
2004
mai 2004mai 2005
sans first-flush
(Jordan et
al., 2008)
oct. 2006oct. 2007
20072008
(2ans)
avec ou sans first-flush
Ile de
Kéfalonia,
Grèce
Tuscon,
USA
acier recouvert
d’un polymère et
fibre de verre
-
Lieu des
prélèvements
Munich,
Allemagne
région rurale
zinc
PEHD ou
plastique, béton,
acier galvanisé
(50%)
-
Ontario,
Canada
Gangneung,
Corée du
sud
rural, urbain, industriel
acier, asphalte
plastique, béton
après
ruissellement
sur toiture
cuve
galvanisé
PVC
cuve
- 16 -
avant le first-flush
(Coombes
et al., 2000)
(Evans et
al., 2006)
gouttières en métal peint,
fer galvanisé, aluminium,
zincalume, acier
9 systèmes avec first-flush
(Spinks et
al., 2006a)
(Melidis et
al., 2007)
(Schriewer
et al., 2008)
gouttières et descentes
pluviales en aluminium
(Despins et
al., 2009)
(Lee et al.,
2010)
Tableau I-3. Paramètres classiques dans les eaux de ruissellement de toiture
Pays
Australie
Australie
Grèce
Grèce
USA
Paramètre
Température (°C)
pH
MES (mg.L-1)
pH
Turbidité (NTU)
Couleur (mg Pt.L-1)
pH
Alcalinité (mg CaCO3.L-1)
pH
Conductivité (μS.cm-1)
Alcalinité (mg CaCO3.L-1)
Dureté (mg CaCO3.L-1)
pH
Dureté (mg CaCO3.L-1)
Turbidité (NTU)
COT (mg.L-1)
Allemagne
Canada
Corée du Sud
pH
COT (mg.L-1)
pH
Turbidité (NTU)
Couleur (mg.L-1)
COT (mg.L-1)
Azote total (mg.L-1)
pH
Min
Max
16
5,90
17,10
5,2
<0,5
<2
7,4
1,5
7,63
56
6
24
Hiver 6,4
Eté 6,4
Hiver 0
Eté 22
Hiver 0,3
Eté 0,9
Hiver 0,6
Eté 1,8
5,8
10
1,0
21
6,10
178,00
10,2
5
25
8,3
9,2
8,80
220
48
74
Hiver 6.4
Eté 6.4
Hiver 55
Eté 85,0
Hiver 4,4
Eté 11,0
Hiver 9,5
Eté 58,0
8,4
242
51,0
0,9±0,5
11,1±7,8
1,8±1,0
1,5±0,4
6,7
50
2,6±3,1
32,8±28,7
8,5±8,3
2,0±0,6
7,8
340
Moyenne
(Médiane)
19
6,00
97,55
(Coombes et al.,
2000)
(Spinks et al.,
2006a)
7,77
6,5
(8,31)
(103)
(42,5)
(40)
Hiver 7,1±0,1
Eté 7,4±0,3
Hiver 22±6,7
Eté 40,6±5,6
Hiver 2,0±0,4
Eté 5,5±1,1
Hiver 2,8±1,0
Eté 14,6±6,1
6,7(6,7)
50(41)
4,3(2,8)
7,3±1,0
(7,3)
(170)
MES : Matières En Suspension ; COT : Carbone Organique Total
- 17 -
Référence
(Melidis et al.,
2007)
(Sazakli et al.,
2007)
(Jordan et al.,
2008)
(Schriewer et
al., 2008)
(Despins et al.,
2009)
(Lee et al.,
2010)
Tableau I-4. Concentrations en anions et cations dans les eaux de ruissellement de toiture
Pays
Australie
Australie
Grèce
Grèce
USA
Corée du
Sud
Paramètre
(mg.L-1)
ClNO2NO3SO42Ca2+
Na+
NH4+
ClNO3SO42Ca2+
Na+
NO3SO42Ca2+
Mg2+
K+
NH4+
ClNO2NO3SO42PO43FCa2+
Mg2+
K+
Na+
NH4+
ClNO3SO42ClNO3SO42PO43Ca2+
Mg2+
K+
Na+
NH4+
Min
Max
5,70
1,10
0,05
0,42
0,70
3,17
0,20
5,7
0,3
3,6
0
0
0,38
0 ,01
10,99
0,19
0,46
0,12
3
0,003
5,28
1
0,01
<0,01
10,6
0,4
0,7
2
0,01
Été 0 - Hiver 0
Été 0 - Hiver <
Été 0 - Hiver <
5
2,9
2
0
3,24
0,5
1,3
2,2
0,06
7,60
1,50
0,05
3,90
1,68
4,90
0,20
40,5
5,7
19,7
7,3
27,9
2,72
0,21
32,60
2,96
17,36
1,32
16
0,043
13,02
13
0,62
<0,01
19,2
2,4
3,6
11
0,05
Été 7,1 - Hiver 1,2
Été 3,5 - Hiver <
Été 11,0 - Hiver <
18
9,8
7,2
0,04
15,4
2,7
5,9
6,1
0,39
- 18 -
Moyenne (Médiane)
6,65
1,30
0,05
2,16
1,19
4,03
0,20
16,9±11,2 (10,3)
2,4± 1,6(2,2)
8,2± 4,9(5,9)
2,9± 2,2(1,9)
11,2± 8,9(6,3)
1,48
0,06
24,06
1,21
5,74
0,47
(7)
(0,013)
(7,04)
(8)
(0,09)
(<0,01)
(15,2)
(0,6)
(2,4)
(Su et al.)
(0,01)
Été 1,8±0,7 - Hiver 0,2± 0,2
Été 0,7±0,3 - Hiver <
Été 4,2±1,5 - Hiver <
(7,5)
(6,8)
(4,1)
(0,02)
(6,4)
(1,2)
(3,1)
(3,2)
(0,09)
Référence
(Coombes
et al.,
2000)
(Evans et
al., 2006)
(Melidis
et al.,
2007)
(Sazakli et
al., 2007)
(Jordan et
al., 2008)
(Lee et al.,
2010)
Tableau I-5. Concentrations en métaux dans les eaux de ruissellement de toiture
Pays
Grèce
Allemagne
USA
Paramètre
(μg.L-1)
Zn
Fe
Cu
Cr
Cd
Mn
Ni
Pb
Zn
Cd
Pb
Zn
Fe
Cu
Mn
Pb
As
Australie
Corée du Sud
Australie
Fe
Pb
Ca
Zn
Al
Cu
Cr
Cd
Mn
Pb
As
Zn
Fe
Cu
Cr
Cd
Pb
As
Min
<10,0
6
<2,5
<1,3
<0,10
<0,5
<10,0
<2,0
300
<0,5
<5
Eté 0
Hiver 0
Eté 0
Hiver <
Eté <
Hiver <
Eté 0
Hiver <
Eté 0
Hiver <
Eté 0
Hiver 0
<10
<10
<2
120
100
70
0
0
70
10
0
3
<50
5
<1
<0,2
<1
<1
Max
77,0
40
13,0
4,8
0,19
73,0
12,2
6,9
30 000
0,8
31,0
Eté 5 300
Hiver 5 400
Eté 2 200
Hiver <
Eté 540
Hiver <
Eté 150
Hiver <
Eté 340
Hiver <
Eté <
Hiver 24
100
<10
<2
280
400
120
10
4
170
40
6
17 000
780
580
8
6,7
6
7
- 19 -
Moyenne
Référence
10,0
(11)
(<2,5)
(<1,3)
(0,05)
(1,0)
(<10,0)
(<2,0)
6 800 (5 600)
(Sazakli et al.,
2007)
Eté 1 500±600
Hiver 1 600±700
Eté 200±200
Hiver <
Eté 50±50
Hiver <
Eté 14±14
Hiver <
Eté 41±30
Hiver <
Eté <
Hiver 2±2
60
<10
<2
(160)
(225)
(85)
(4,5)
(1,5)
(115)
(27)
(3)
(Jordan et al.,
2008)
(Schriewer et al.,
2008)
(Coombes et al.,
2000)
(Lee et al., 2010)
(Spinks et al.,
2006a)
III.2.2 Qualité microbiologique
Les deux modes de contamination microbiologique des eaux de ruissellement de toiture sont
l’activité directe d’insectes, d’oiseaux et petits mammifères et les dépôts atmosphériques
d’organismes environnementaux (Yaziz et al., 1989; Evans et al., 2007).
La qualité microbiologique des eaux de pluie collectées en aval des toitures est caractérisée
par une grande variabilité et une comparaison directe entre les différentes études est difficile
du fait de différences notables entre les conceptions des systèmes de récupération étudiés, les
méthodes d’échantillonnages et d’analyses utilisées.
Des exemples de valeurs de contamination microbiologique sont fournis dans le Tableau I-7.
III.2.2.1 Contamination fécale
Les auteurs étudient généralement la contamination microbiologique des eaux de
ruissellement de toiture via des indicateurs de contamination fécale. Les coliformes totaux ont
longtemps été utilisés à cet effet mais sont maintenant considérés comme non spécifiques. Les
coliformes thermotolérants, Escherichia Coli et entérocoques intestinaux ou streptocoques
fécaux sont communément utilisés. Ces bactéries, généralement sans danger, sont très
présentes dans les matières fécales. Leur présence dans les eaux permet d’indiquer la présence
d’une pollution fécale et la possibilité que des pathogènes d’origine fécale soient également
présents.
Une étude sur 102 foyers dans les Bermudes a révélé une très fréquente contamination fécale
des cuves de récupération (Levesque et al., 2008). Les mesures de prévention se sont révélées
inefficaces face à cette contamination. Parallèlement, Jordan et al. ont constaté une qualité des
eaux de pluie collectées variable au cours de l’année avec une dégradation en été (Jordan et al.,
2008). D’autres auteurs ont rapporté des variations saisonnières en bactéries coliformes et
coliformes fécaux (Simmons et al., 2001) avec une augmentation de leur concentration en été
(Despins et al., 2009). Dans l’étude de Sazakli et al., les plus faibles fréquences de détection
ont été mesurées durant les mois d’hiver avec une augmentation progressive au printemps et
en été, pour des valeurs maximales en automne (Sazakli et al., 2007). La diminution de la
contamination en période hivernale peut s’expliquer par les températures plus faibles qui ne
favoriseraient pas la croissance des microorganismes, mais également par une activité animale
moindre durant cette période, notamment concernant les oiseaux (Despins et al., 2009). De
plus, un effet de dilution due aux plus grandes quantités d’eau stockées ne favorise pas la
croissance en microorganismes (Sazakli et al., 2007).
Des auteurs ont mis en doute la pertinence du choix des indicateurs de contamination fécale
pour caractériser la qualité des eaux de pluies ruisselées sur des toitures (Evans et al., 2007).
En effet, leur seul suivi est loin de refléter la diversité de la contamination bactériologique. Il
est donc nécessaire de trouver des indicateurs complémentaires ou alternatifs.
III.2.2.2 Présence de pathogènes
Le nombre des pathogènes étudiés et détectés est important. Une revue de la littérature permet
de citer les types de pathogènes trouvés dans les cuves de récupération des eaux de pluie
(Tableau I-6) : Legionella spp (Legionella), Salmonella spp, Mycobacterium avium, Shigella
spp, Clostridium perfringens, Campylobacter spp (jejuni), Aeromonas spp, Pseudomonas spp
(aeruginosa), Cryptosporidium spp et Giardia spp.
La principale source de pathogènes dans les systèmes de collecte dans les pays développés est
de type aviaire (Fewtrell and Kay, 2007). Une fois l’ensemencement de la cuve effectué,
certaines souches de Pseudomonas ou d’Aeromonas sont capables de se multiplier à partir de
faibles concentrations jusqu’à des concentrations élevées durant les stockage (Lye, 2002).
- 20 -
Pseudomonas spp est dépendant d’une source de nutriments et peut former des biofilms. Il
peut donc être utilisé en tant qu’indicateur de la présence de nutriment dans les eaux et de
biofilm sur les surfaces (Coombes et al., 2000).
Parallèlement, une étude en zone rurale en Nouvelle–Zélande a montré une association entre
la présence d’Aeromonas et différents autres indicateurs dans les eaux de pluie collectées en
aval des toitures (Simmons et al., 2001).
Des virus ont également été mis en évidence dans les eaux de ruissellement de toiture.
Les eaux de pluie collectées en aval des toitures présentent une qualité microbiologique très
hétérogène. L’établissement de connaissances valables en tout lieu et à tout moment semble
impossible. Si une contamination chimique sérieuse est rarement rapportée, d’importantes
concentrations en microorganismes sont souvent mises en évidence, parfois associées à la
présence de pathogènes.
Tableau I-6. Pathogènes retrouvés dans les cuves de récupération des eaux de pluie
Pathogènes
Pseudomonas spp
Salmonella spp
Aeromonas spp
Legionella spp
Campylobacter
Shigella spp
Mycobacterium avium
Cryptosporidium spp
Giardia spp
Clostridium perfringens
Références
(De Gouvello et al., 2004),(Albrechtsen,
2002), (Coombes et al., 2000; May and
Prado, 2006; Evans et al., 2007)
(Simmons et al., 2001; De Gouvello et al.,
2004)
(Albrechtsen, 2002), (Simmons et al., 2001;
Lye, 2002; Schets et al., 2010)
(Albrechtsen, 2002)
(Albrechtsen, 2002), (Schets et al., 2010)
(Evans et al., 2007)
(Albrechtsen, 2002)
(Crabtree et al., 1996), (Simmons et al.,
2001; Albrechtsen, 2002; Schets et al., 2010)
(Crabtree et al., 1996), (Birks et al., 2004)
(Schets et al., 2010)
(Schets et al., 2010)
- 21 -
Tableau I-7. Microorganismes dans les eaux de ruissellement de toiture ( UFC=Unités Formant Colonies ; n/100mL=Nombre de microorganismes pour 100 mL)
Pays - Type de système
Période, point de prélèvement
Newcastle, Australie
2 cuves,
Après ruissellement sur la toiture
avant le first-flush
Australie
125 maisons, zone rurale,
Auckland
Robinet de distribution
Pays-Bas
7 systèmes de récupération
Zone urbaine
Automne ou hiver 1997 et mai
98
Dans la cuve
Angleterre
Millenium Dôme à Londres
Zone urbaine
Après ruissellement
Microorganismes
Bactéries hétérotrophes
Bactéries coliformes
Coliformes fécaux
Pseudomonas spp
Coliformes fécaux
Entérocoques
Aeromonas spp
Campylobacter jejeni
Cryptosporidium spp
Giardia spp
Legionella spp
Salmonella spp
Bactéries hétérotrophes à 37°C
E.coli
Aeromonas spp
Campylobacter spp
Cryptosporidium spp
Giardia spp
Legionella spp
Legionella pneumophila
Mycobacterium avium
Pseudomonas aeruginosa
Entérocoques
E. coli
E. coli 0157
Campylobacter spp
Cryptosporidum
Giardia spp
Salomnella spp
Shigella spp
Nombre
d’échantillons
4
4
4
4
125
125
125
125
125
115
50
50
23
115
14
14
14
17
17
17
7
14
14
14
34
88
2
2
2
2
2
2
2
Pourcentage de
positif (nombre)
unité
UFC/ml
Concentrations
min – max
moyenne (médiane)
0 – 30
10
(Coombes et
al., 2000)
0
0
UFC/100mL
UFC/mL
UFC/100mL
UFC/100mL
UFC/100mL
0 – 330
1 – 130 000
<1 – 19 000
<1 – 840
<1 – 4 900
110
16
0
4
0
0
0,9
78,6 (11)
14 (2)
11,8 (2)
35,2 (Su et al.)
0
71 (5)
0
7 (1)
7 (1)
97
94
0
0
0
50
0
0
0
- 22 -
Référence
(Simmons et
al., 2001)
oocyst/L
0,013.103 – 11.103
4 – 990
<10 – 30
jejuni
0 – 50
n/mL
UFC/100mL
UFC/100mL
<1 – 30
0 – 680
0 – 16 000
n/mL
n/100mL
n/mL
cyst/L
0–2
(245)
(Albrechtsen,
2002)
(>200)
(52)
(Birks et al.,
2004)
Tableau I-7 (suite). Microorganismes dans les eaux de ruissellement de toiture
Période et point de prélèvement
Australie
Système 1 avec first-flush
Système 3 sans first flush
10 ans de suivi
Dans la cuve
Australie
Système 2 avec first-flush
10 ans de suivi
Eaux de ruissellement de toiture
Sao Paulo, Brésil
Ecole polytechnique
Eau de ruissellement en aval de
la toiture
Ile de Kefalonia, Grèce
13 cuves,
Systèmes avec first-flush
De l’été 2002 au printemps 2005
Dans la cuve
Tuscon, USA
11 cuves de maisons
individuelles
Système sans first-flush
En juillet 2004 et
En décembre 2004
Dans la cuve ou robinet sur cuve
Bermudes, Maison individuelle
Robinet de distribution
Microorganismes
Nombre
d’échantillons
Pourcentage de
positif (nombre)
unité
UFC/mL
UFC/100mL
Coliformes fécaux
UFC/100mL
Concentrations
min – max
moyenne (médiane)
Système1 : 3 256
Système 3 : 1 252
Système1 : 834
Système 3 :862
Système1 : 119
Système 3 : 55
Pseudomonas spp
UFC/100mL
Système1 : 6 768
Système 3 : 4 060
Coliformes fécaux
Pseudomonas spp
UFC/mL
UFC/100mL
UFC/100mL
UFC/100mL
n/100mL
UFC/100mL
1 360
359
135
59 600
12±8
70±24
n/100mL
UFC/100mL
UFC/mL
UFC/mL
UFC/100mL
UFC/100mL
UFC/100mL
UFC/100mL
UFC/100mL
19±7
4±16
(1)
(2)
(11)
(0)
(0)
Bactéries Clostridium sulfitoréductrices
Coliformes fécaux
Entérocoques
Flore totale à 22°C
Flore totale à 37°C
Entérocoques
E. coli
Clostridium perfringens
60
60
60
60
60
156
156
156
156
156
156
156
Eté 11
Hiver 10
Eté 11
Entérocoques
E. coli
91
89
50
98
17
80,3
28,8
40,9
0 – 120
0 – 100
0 – 570
0 – 32
0 – 250
0–0
0–0
Eté 7,2±2,2.106
Hiver 7,8±1,8.105
Eté 4,6±3,0.105
Hiver 2,2±1,4x103
Eté 3,2±2,2x105
Hiver 317±258
Eté 8,8±5,9
Hiver 0
UFC/ml
Eté 91
Hiver 82
Eté 100
Hiver 64
Eté 27
Hiver 0
n/100ml
n/100mL
Coliformes totaux
102
~90
n/100mL
<10 – >20
E. coli
102
~66
n/100mL
<1 – >100
- 23 -
Référence
(Coombes et
al., 2006)
(May and
Prado, 2006)
(Sazakli et
al., 2007)
(Jordan et al.,
2008)
(Levesque et
al., 2008)
Tableau I-7 (suite). Microorganismes dans les eaux de ruissellement de toiture
Ontario, Canada
7 sites - Système avec ou sans
first-flush - De oct. 2006 à oct.
2009 - Dans la Cuve
Corée du Sud
De 2007 à 2008 - Dans la Cuve
Pays-Bas
3 cuves mais les résultats de
celle récoltant les eaux
provenant d’une toiture
végétalisée ne sont pas présentés
De mai à août 2006
Dans la cuve
Australie, Victoria, 49 cuves,
pendant une période d’incendies
(2003), Robinet de distribution
Australie, Newcastle
1 système, 11 évènements
pluvieux
De mars 1999-Janvier 2001
Eaux de ruissellement de toiture
Concentrations
Nombre
d’échantillons
Pourcentage de
positif (nombre)
30 par site soit
210
30 par site soit
210
17 à 89 selon le
site
De 7 à 54 selon le
site
E. coli
180
180
91,6
72
Bactéries hétérotrophes à 22°C
8
8 pour chaque
cuve
92 sur les 3cuves
n/100mL
Entérocoques
8
83
n/100mL
E. coli
8
79
n/100mL
Aeromonas spp
8
100
n/100mL
Campylobacter
8
Cuve A 1(1)
Cuve B 38(3)
n/L
Clostridium Perfringens
5
60
n/100mL
Cryptosporidium
8
Cuve A 0
Cuve B 13 (1)
oocyst/L
0-1
Enterovirus
8
0
Giardia
8
Cuve A 13 (1)
Cuve B 0
cyst/L
0-1
Salmonella
Vibrio
Entérocoques
E. coli
8
8
49
49
49
77
77
Coliformes fécaux
77
Période et point de prélèvement
Microorganismes
Coliformes fécaux
unité
1 – 398
UFC/100mL
1 – 400
UFC/100mL
UFC/100mL
0 – 320
(70)
(10)
Cuve A536 – 18 636
Cuve B 391 – 3 045 000
Cuve A : 24 – 314
Cuve B : 0-15 500
Cuve A 0 – 1 255
Cuve B 0 – 9 546
Cuve A0 – 175
Cuve B : 0 – 10 000
Cuve A 7 – 3 182
Cuve B 18 – 85 000
Cuve A : 0 – 26
Cuve B : 0 – >240
Cuve A 0 – 11
Cuve B 3 – 31
Cuve A 5 685
Cuve B 394 673
Cuve A 54
Cuve B 2 783
Cuve A 167
Cuve B 1 555
Cuve A 33
Cuve B 1 934
Cuve A 733
Cuve B 15 642
0
0
90
73
32
- 24 -
moyenne
(médiane)
UFC/100mL
n/100mL
82,5
min – max
Référence
(Despins et
al., 2009)
(Lee et al.,
2010)
(Schets et al.,
2010)
Cuve A 2
Cuve B 13
0 – >1 000
0 – >1 000
0 – 99
(Spinks et al.,
2006a)
UFC/mL
UFC/mL
1 362±194
<4±0,76
UFC/mL
<2±0,42
(Evans et al.,
2006)
III.3 Qualité des sédiments des cuves de récupération des eaux de pluie
Peu d’auteurs se sont intéressés à la qualité des sédiments accumulés en fond de cuve. Les
études disponibles ne concernent que les éléments traces métalliques. En Australie,
d’importantes concentrations en métaux ont été trouvées dans les sédiments prélevés en fond
de cuve de collecte à Melbourne (Magyar et al., 2007). Spinks et al. ont retrouvé des
concentrations de plomb beaucoup plus élevées dans les sédiments que dans les eaux stockées
(Spinks et al., 2005). Une étude a été réalisée dans les Bermudes sur 112 résidences équipées
d’un système de récupération des eaux de pluie. De fortes concentrations en arsenic, plomb et
mercure ont été mises en évidence dans les sédiments prélevés dans les cuves de stockage
(Peter et al., 2008). Une accumulation du plomb et du fer dans les boues en fond de cuve a
également été rapportée par Coombes et al. (Coombes et al., 2000). Jordan et al. ont détecté
du plomb dans les sédiments des 11 cuves échantillonnées à des concentrations comprises
entre 16 et 180 ppm (Jordan et al., 2008). L’analyse des boues en fond de cuve de
récupération a conduit à une concentration en plomb de 184 ppm (Huston et al., 2009).
IV RISQUES SANITAIRES
Il n’y a pas de consensus clair sur la qualité des eaux de pluie récupérées en aval des toitures
et sur le risque sanitaire associé (Evans et al., 2006; Evans et al., 2007). Les risques sanitaires
pouvant résulter de la réutilisation des eaux de pluie dépendent bien sûr des usages qui sont
faits de cette eau et sont essentiellement liés à la contamination microbiologique de ces eaux.
IV.1 Risques sanitaires liés à la consommation d’eau de pluie
Au regard de la littérature, les eaux de pluie stockées peuvent contenir des concentrations
importantes de polluants tels que les métaux, les hydrocarbures aromatiques polycycliques ou
les pesticides et présentent une forte contamination microbiologique. Il apparaît donc
clairement que l’eau de pluie collectée en aval des toitures ne peut en aucun cas être
considérée comme une eau de qualité « potable ».
Ainsi sa consommation en tant qu’eau de boisson, si elle n’est pas désinfectée, peut entrainer
des épidémies. Les maladies alors concernées sont les diarrhées d’origine bactériennes dues à
Salmonella, Campylobacter, les pneumonies d’origine bactérienne dues à Legionella, le
botulisme du à Clostridium, le développement de parasites internes comme les helminthes, et
les diarrhées dues à des parasites tels que Giardia et Cryptosporidium. Ainsi, les indicateurs
tels que les coliformes fécaux apparaissent inadaptés pour caractériser le risque microbien
associé à la consommation des eaux de pluies ruisselées (Lye, 2002). De 1978 à 2009, six
épidémies de gastroentérites ou pneumonies, associées à la consommation d’eau de pluie ont
été rapportées autour du monde (Heyworth et al., 2006). Une étude sur l’ile australienne de
Tasmanie a montré une association entre des cas d’infection par Salmonella mississippi et la
consommation d’eau de pluie non traitée (Ashbolt and Kirk, 2006). Des cas de légionellose
sont survenus dans un lotissement en Nouvelle-Zélande où tous les besoins en eau étaient
assurés par des installations de récupération des eaux de pluie (Simmons et al., 2008). Des
légionelles pneumophila du serogroup isolé sur les malades ont été quantifiées dans des cuves
de récupération, et à différents points d’usage tels que des robinets ou des douches. Une
épidémie de gastroentérites, causée par un type de Salomnella, et survenue dans un camp de
vacances en zone rurale en Australie, a été associée à la consommation d’eau de pluie
(Franklin et al., 2009).
- 25 -
Outre le risque microbiologique, une exposition aigue ou chronique à certains polluants
physico-chimiques peut conduire à des pathologies de type cancer pour les hydrocarbures
aromatiques polycycliques ou les pesticides, de type saturnisme dans le cas du plomb. Le
cadmium, le cuivre et le zinc peuvent également entrainer des effets indésirables chez le
consommateur.
IV.2 Risques sanitaires liés à la réutilisation dans l’habitat
IV.2.1 Les voies d’exposition
En Europe, l’usage de l’eau de pluie dans l’habitat en tant qu’eau de boisson est exclu. Dans
le cas d’une réutilisation de l’eau pluviale dans un bâtiment, les principaux usages envisagés
en fonction des législations nationales sont : l’alimentation des lave-linges, des chasses des
toilettes, le lavage des sols et des véhicules, l’arrosage des espaces verts et du potager. En
France, l’usage de l’eau de pluie pour l’alimentation du lave-linge est autorisé à titre
expérimental sous conditions.
Les voies de contamination possibles sont de trois ordres :
- la contamination par ingestion : soit par ingestion directe en cas d’interconnexion avec le
réseau d’eau potable ou en cas de consommation d’eau d’une cuve de stockage en extérieur,
soit par ingestion indirecte via des légumes arrosés consommés crus. Les maladies
potentielles incluent donc principalement des gastro-entérites dues à Salmonella,
Campylobacter, Giardia et Cryptosporidium, ou des intoxications aux métaux lourds.
- la contamination par inhalation : elle se produit lors de la formation d’aérosols, dans le cas
par exemple de l’arrosage du jardin ou du nettoyage d’une voiture. Elle n’est possible que
pour certains polluants, les principaux étant les légionelles, Aspergillus, les métaux lourds et
les pesticides, et peuvent entrainer des infections respiratoires.
- la contamination par voie cutanée : un simple contact peut entraîner une contamination,
souvent à cause de microcoupures sur la peau ou par l’intermédiaire des muqueuses. Seules
les bactéries Aeromonas et Pseudomonas sont vraiment concernées par ce mode de
transmission.
Les agents communément retrouvées dans les eaux de pluies collectées dans les pays
développés et les voies d’infection associées sont présentées dans le Tableau I-8.
Tableau I-8. Agents pathogènes dans les eaux de pluie collectées dans les pays développés
(Fewtrell and Kay, 2007)
Pathogène
Clostridium
Campylobacter spp
Escherichia Coli O157:H7
Mycobacterium avium
Salmonella spp
Cryptosporidium spp
Giardia spp
Infection
botulisme
gastroentérite
gastroentérite
fièvre de Pontiac ou
maladie du légionnaire
respiratoire
gastroentérite
gastroentérite
gastroentérite
- 26 -
Voie
orale
orale
orale
inhalation
inhalation
inhalation
orale
orale
IV.2.2 Le risque d’interconnexion
Selon les autorités sanitaires (CSHPF, 2006), le principal risque sanitaire lié à la réutilisation
des eaux de pluie dans l’habitat provient de la création d’un double réseau. En effet, la
coexistence de deux réseaux d’eau de qualités différentes peut donner lieu à des
interconnexions entre le réseau d’eau public et le réseau d’eau de pluie. En cas d’erreurs de
branchements, le principal risque d’exposition des usagers est alors lié à l’ingestion d’eau
non-potable. Même si ce mode d’exposition par ingestion directe devrait en théorie être
maîtrisable, en pratique, les retours d’expérience montrent que, lorsqu’un réseau séparatif
existe, les interconnexions sont fréquentes et, par conséquent, que ces systèmes ne sont pas
fiables. L’exemple de la ville de Paris dont les immeubles ont longtemps été alimenté
simultanément par un réseau d’eau potable et un réseau « d’eau de rivière », montre
qu’aucune solution technique ne permet une maîtrise satisfaisante de ces risques sanitaires et
que la surveillance des installations et le contrôle garantissant l’application du règlement
sanitaire est impossible à établir en permanence et en tout lieu.
En cas d’interconnexion, des phénomènes de retour d’eau dans le réseau d’eau public peuvent
également avoir lieu. La cause hydraulique principale de ces phénomènes est une baisse de
pression dans le réseau d’eau public due à une coupure d’eau ou à une forte consommation
(lutte contre un incendie). En cas de mauvais branchement, cette chute de pression peut
s’accompagner d’une contamination du réseau d’eau public par exemple par siphonage d’une
cuve de récupération des eaux de pluie. Dans ce cas, ce n’est pas seulement les personnes
vivant dans la maison équipée de l'installation de récupération des eaux pluviales qui peuvent
être affectées mais toute la population alimentée par le réseau d’eau potable pollué.
IV.2.3 Retours d’expérience et évaluation des risques
Des études se sont attachées à caractériser voir quantifier les risques liés à la réutilisation des
eaux de pluie dans l’habitat. Les risques identifiés comme liés à cette pratique sont la noyade,
les blessures et les infections. Selon les résultats d’une évaluation des risques, le plus fort
risque est associé aux blessures notamment lors du nettoyage des gouttières, puis vient ensuite
les risques de cryptosporidiose liée à la consommation de produits du jardin contaminés, puis
celui de campylobacteriose liée à l’usage « alimentation » des chasses d’eau (Fewtrell and
Kay, 2008).
Les retours d’expérience d’une étude pilote menée aux Pays-Bas fin des années 1990 sont
disponibles (Oesterholt et al., 2007). De nouveaux lotissements résidentiels avaient été
équipés d’un approvisionnement en eau de deux qualités différentes : une eau potable et une
eau dite ménagère de qualité inférieure et destinée à l’arrosage ainsi qu’à l’alimentation des
chasses d’eau et des machines à laver. L’eau ménagère provenait de sources diverses ayant
subi un traitement limité : 240 maisons étaient notamment alimentées en eau de pluie. La
formation d’un biofilm propice à la prolifération de legionella spp et aeromonas dans le
réseau d’eaux ménagères a été mise en évidence et des concentrations jusqu’à 2000 UFC/L
ont été retrouvées. Des plaintes des consommateurs quant à l’odeur et la couleur des eaux
ménagères ont été enregistrées. Plusieurs interconnexions entre le réseau d’eau potable et
celui d’eaux ménagères ont été constatées durant l’étude. Dans ce contexte, le risque
d’infection dues à une liste composée de virus et parasites a été évalué à 4,4x10-5 / personne /
an, ce qui est inférieur à la limite acceptable de 10-4.
Les systèmes de récupération des eaux de pluie introduisent dans les habitations des
microorganismes qui sont différents de ceux typiquement associés à l’eau potable du réseau
public (Albrechtsen, 2002). Ainsi, selon certains auteurs, l’eau de pluie stockée sans aucun
traitement ne devrait pas être utilisée en l’état même pour des applications non potable (May
and Prado, 2006). Les autorités sanitaires appliquent le principe de précaution du fait du
manque d’études scientifiques sur l’évaluation du risque sanitaire.
- 27 -
V IMPACTS DES SYSTEMES DE RECUPERATION DES EAUX DE PLUIE
V.1 Impacts de la pratique
V.1.1 Economies d’eau et financières réalisables
Certains auteurs et des fournisseurs de matériel rapportent une économie de la consommation
d’eau du réseau grâce aux systèmes de collecte des eaux de pluie (Dixon et al., 1999 ;
Villarreal et Dixon , 2005) mais celle-ci représente une part assez faible de la quantité d’eau
apportée par le réseau d’eau potable (Coombes et al., 2003). Une étude expérimentale a
permis de mettre en évidence une réduction de la consommation en eau potable de 48 %, en la
substituant par de l’eau de pluie pour l’alimentation des chasses d’eau, dans une école
polytechnique à Sao Paulo. Herrman and Schmida ont montré que, pour une habitation
individuelle équipée d’une cuve de 4 à 6 m3, 30 à 60 % de l’eau potable consommée pouvait
être remplacée par de l’eau de pluie suivant les habitudes de consommation et l’aire de la
surface de collecte disponible (Herrmann and Schmida, 1999).
Des résultats d’études issus de la littérature sont présentés dans le Tableau I-9.
D’un point de vue financier, plusieurs études européennes soulignent le caractère non rentable
de l’installation d’un double réseau à l’intérieur de la maison. Une revue de la littérature citent
deux exemples en Europe (Burkhard et al., 2000). En Angleterre, des périodes
d’amortissement d’installations de récupération des eaux de pluie entre 6 et 210 ans quand les
usages sont seulement extérieurs et entre 29-31 ans pour des usages externes et internes ont
été rapportées (Mustow et al., 1997). Un exemple en Suisse estime une période de retour sur
investissement de 50 ans avec des usages extérieurs et intérieurs (alimentation des chasses
d’eau et du lave-linge) (Brechbühl, 1995).
Une étude en Angleterre a comparé un système de récupération des eaux de pluie implanté sur
un grand bâtiment commercial et un lotissement d’habitations individuelles équipées de
plusieurs installations communes. Les eaux collectées servaient à l’alimentation des chasses
d’eau. Les résultats montrent que les économies théoriquement réalisables sont plus
importantes sur le premier bâtiment. Cette étude souligne également l’importance du
dimensionnement de la cuve et du choix de la surface de collecte. En effet, une surestimation
du volume de stockage ou de trop petites surfaces de collecte sont défavorables à la période
d’amortissement de l’installation (Ward et al., 2010).
L’Allemagne possède une grande expérience dans la récupération des eaux pluviales dans
l’habitat. L’Agence Fédérale de l’Environnement a établi un bilan dans lequel elle souligne
que l’argument financier conduisant à l’utilisation de l’eau pluviale dans un but d’économie
doit donc être nuancé. Les frais liés au poste d’entretien et de maintenance sont en effet élevés
si l’on respecte scrupuleusement les préconisations techniques, et l’avantage financier peut au
final s’avérer mince. L’Agence Fédérale de l’Environnement rapporte aussi le cas d’une
contamination du réseau d’eau public d’eau potable par une installation non réglementaire au
niveau de la disconnexion des deux réseaux : une entrée d’eau pluviale dans le réseau d’eau
potable a nécessité la désinfection totale du réseau. Le bilan économique de cet incident a pu
être chiffré à 500 000 €.
La rentabilité économique d’une installation de récupération des eaux de toit doit prendre en
compte le coût d’investissement et le coût d’entretien annuel. En effet, les avantages sont
réduits par la nécessité de l’installation d’un double réseau et d’un traitement de type
désinfection afin de ne pas augmenter le risque de contamination microbiologique. Les coûts
occasionnés par la maintenance ne sont pas à négliger, car l’entretien des équipements est le
garant de la sécurité sanitaire et du bon fonctionnement du système. L’intérêt économique
dépend également de la quantité d’eau collectée et des usages associés. Or, la demande en eau
- 28 -
et l’alimentation par la pluie peuvent être très variables d’un jour à l’autre. En outre, il est
important de souligner que les eaux récupérées utilisées à l’intérieur du bâtiment et renvoyées
vers les égouts devront être soumises à la taxe d’assainissement, dans le cas où le bâtiment est
raccordé au réseau public d’assainissement. Ainsi, la période d’amortissement dépend de
nombreux paramètres parmi lesquels le nombre de personnes utilisatrices du système, la
quantité d’eau substituée, le prix de l’eau au m3, la nature du système mis en place (plomberie,
construction ou modification de l’existant…). Quoi qu’il en soit, peu d’études portent sur la
durabilité des équipements.
V.1.2 Evaluation environnementale
La récupération des eaux de pluie au niveau des ménages est un sujet controversé. Pour les
partisans de la récupération, il est aberrant d’utiliser de l’eau potable pour le rinçage des
toilettes ou pour le lavage du linge (Schudel, 1996).
Pourtant, certaines études semblent montrer qu’il n’y a aucun avantage «écologique » à
récupérer les eaux de pluie, l’usage des pompes entrainant une augmentation de la
consommation d’énergie (Crettaz et al., 1999; Anand and Apul, 2011). Selon une étude
néerlandaise, l’utilisation d’eau ménagère (non-potable) dans un logement apporte un
bénéfice environnemental très limité lié en partie à une utilisation moins responsable de cette
ressource (Ministère de VROM, 2003).
Les résultats d’analyse de cycle de vie menée pour estimer les bénéfices environnementaux de
la mise en place d’un double réseau dans un lotissement délivrant une eau potable et une eau
dite ménagère de qualité inférieure destinées aux usages tels que l’alimentation des chasses
d’eau ou l’arrosage ont été brièvement rapportés (Oesterholt et al., 2007). Le bénéfice annuel
pour une maison individuelle a été estimé à l’équivalent de la consommation d’une voiture
pour effectuer 50 miles soit 80,5 km.
Il n’apparait pas de consensus clair quant à l’intérêt, réel ou non, environnemental et
économique de la pratique de collecte – réutilisation des eaux de pluie pour des usages dits
« domestiques ». Les avantages économiques et environnementaux varient en fonction du site
considéré, des facteurs locaux et des usages de l’eau collectée réalisés (Ministère de VROM,
2003). De plus, les arguments avancés par partisans et opposants ne reposent sur aucune étude
complète de la problématique.
V.2 Impact d’une généralisation de la pratique
V.2.1 Gestion des systèmes de distribution et d’assainissement
Le prix de l’eau comprend une part revenant au service eau potable et une part allouée au
service assainissement, ainsi que des taxes. Chaque service pratique sa propre tarification
laquelle comprend généralement un abonnement pour la participation aux frais fixes et une
part variable en fonction de la consommation. Pour les collectivités qui ont délégué tout ou
partie de leur service d’eau potable et d’assainissement à des distributeurs privés, la
répartition entre ces différents postes est la suivante : 45 % lié aux dépenses du service d’eau
potable, 37 % lié aux dépenses du service d’assainissement et 18 % correspondant aux taxes
et redevances (BIPE, 2008).
Or, dans la mesure où la continuité de la distribution de l’eau doit être assurée, notamment en
période de sécheresse, la récupération d’eau de pluie ne soulage pas les services. En effet, les
cuves de tous les usagers risquent d’être vides en même temps et le service doit pouvoir
couvrir pleinement les besoins en eau, ce qui rend impossible de sous-dimensionner les
tuyaux de distribution. Il n’est donc pas possible d’économiser sur les infrastructures. De plus,
en France, comme dans la plupart des pays développés, les réseaux d’eau existent déjà et sont
- 29 -
dimensionnés pour le service incendie. Leur amortissement et entretien reposent entre-autres
sur la facturation des mètres cube distribués. Or le recours à des ressources alternatives par les
ménages a une incidence sur le volume d’eau distribué ; donc sur tout ce qui est facturé au
volume (Nowak, 2009). La généralisation de la pratique de réutilisation des eaux de pluie
dans l’habitat pourrait donc conduire à une augmentation du tarif du mètre cube comme cela a
été le cas en Belgique (Predevello, 2007).
V.2.2 Gestion du ruissellement urbain
La pratique de récupération des eaux de pluie permet de limiter le ruissellement luttant ainsi
contre le risque inondation. Cela est particulièrement vrai en zone urbaine densément peuplée,
comprenant des installations collectives. En effet, la surface active de toiture par habitant est
faible, et par conséquent, la totalité de l’eau de ruissellement récoltée peut être consommée
(Herrmann and Schmida, 1999). Néanmoins, les études sur ce sujet indiquent un impact des
systèmes assez limité, notamment dû à la difficulté de satisfaire les fonctions de rétention et
de réutilisation simultanément (Coombes et Kuczera, 2003; Predevello, 2007). En effet, pour
la lutte contre les inondations, le principe est d’avoir une cuve vide au début de chaque pluie.
Pour être efficace, il faut prévoir un volume additionnel au volume de stockage des eaux de
pluie. Une partie des eaux de pluie est alors stockée pour alimenter les usages tandis que le
volume additionnel est destiné à limiter les surverses et est rapidement restitué au milieu après
l’évènement pluvieux (Herrmann and Schmida, 1999).
- 30 -
Tableau I-9. Economies d’eau réalisables avec une installation de réutilisation des eaux de pluie dans l’habitat
Economie
annuelle d’eau
potable
de 36 m3 (~20%)
à 143 m3 (~29%)
selon la cuve et la
ville
48 %
Surface
de
collecte
(m2)
150
Volume
cuve (m3)
de 1 à 10
36,6 % (81 m3)
33,8 % (37 m3)
212
5
12,7 % du prix
mensuel
38 700
2 542
36 %
(2617 m3)
Pluviométrie
annuelle
(mm)
Occupation
Usage
524 à 1 971
selon la ville
foyer
représentatif de 3
personnes pour
chaque ville
école
polytechnique
tous les usages
domestiques sauf
cuisine et boisson
Plusieurs
villes en
Australie
(Coombes
and Barry,
2007)
Alimentation
chasses d’eau
Sao Paulo,
Brésil
807
simulation
à partir
d’installations
réelles
881
immeuble de
bureaux
300 personnes
chasses d’eau
Exeter,
Angleterre
(May and
Prado,
2006)
(Ward et
al., 2010)
173 maisons soit
415 personnes
avec 13
installations
chasses d’eau
Bude,
Angleterre
simulation
1 706
chasses d’eau et
lave-linge
Sud du
Brésil
(Ghisi,
2007)
simulation
2 250
habitation 3
personnes
habitation 2
personnes
Nanyang
Technological
University
chasses d’eau
Singapore
(Appan,
2000)
simulation
expérimental
25
surestimé
selon
l’auteur
3893/2=
255,5
1 947
surestimé
toitures en selon
tuiles, face l’auteur
sud
204
13
46-49 %
(619 m3)
Nature des
données
1 500
toiture
terrasse
- 31 -
Lieu
Référence
Tableau I-9 (suite). Economies d’eau réalisables avec une installation de réutilisation des eaux de pluie dans l’habitat
Economie
annuelle d’eau
potable
de 7 %(334 m3) à
10,4 %(497 m3)
de 29,9 % (322
m3) à 32,3 %(432
m3 )
De 34 à 92 %
Surface de
collecte
(m2)
600
(toiture) +
100
(trottoirs)
80 par
habitation
45 %
Volume
cuve (m3)
de 25 à
150 selon
la ville
de 35 à
150 selon
la ville
calcul avec
le volume
d’eau de
pluie
4 cuves de
9 à 15
52 m3
Nature des
données
simulation
simulation
Pluviométrie
annuelle
(mm)
~800 à ~1 500
selon la ville
1 700
Occupation
bâtiment résidentiel
et commercial avec
une occupation
équivalente à 176
personnes
Usage
chasses d’eau
classiques
chasses d’eau
économiques
Lieu
Référence
Plusieurs (Zhang et
villes en al., 2009a;
Australie Zhang et al.,
2009b)
~65 000 habitations
tous les usages
domestiques
62 villes
au brésil
expérimental
27 résidences
chasses d’eau,
eau chaude
expérimental
maison individuelle
3 personnes
chasses d’eau,
usages extérieur,
eau chaude
chasses d’eau,
usages extérieurs,
lave-linge
chasses d’eau
Newcatsl (Coombes et
e,
al., 2006)
Australie
Maryvill
e,
Australie
(Villarreal
and Dixon,
2005)
Londres (Chilton et
al., 1999)
Angleter (Fewkes,
re
1999)
60 %
(~27 000 m3)
2x27 600
40
51 %
(687 m3)
57,2 %
(36,5 m3)
2 200
14,5
expérimental 613
85
2,032
expérimental 601
1 100 appartements
avec en moyenne 3
personnes
bâtiment
commercial
maison individuelle
3 à 5 personnes
- 32 -
chasses d’eau
(Ghisi et al.,
2006)
CONCLUSION
Cette étude bibliographique révèle qu’aucun consensus ne se dégage de la littérature à
l’échelle mondiale concernant la qualité des eaux de pluie collectées en aval des toitures et
stockées en cuve. Peu d’études étudient conjointement la qualité physico-chimique et
microbiologique. Néanmoins, la plupart des chercheurs rapportent une faible contamination
physico-chimique mais de fortes concentrations en microorganismes, accompagnées parfois
de la présence de pathogènes. De plus, la qualité des eaux de ruissellement de toiture est
caractérisée par une grande variabilité géographique et temporelle. Or, dans la mesure où la
qualité de l’eau ne peut être garantie, il peut exister un risque pour la santé de l’utilisateur.
Dans ce contexte, nous avons réalisé sur deux installations de récupération des eaux de pluie
le suivi hebdomadaire de plusieurs paramètres physico-chimiques et microbiologiques
simultanément. Il est en effet intéressant de rechercher les corrélations pouvant exister entre
ces deux types d’indicateurs de qualité. La description de l’installation des sites et des
campagnes de suivi fera l’objet du deuxième chapitre de ce manuscrit. Les deux chapitres
suivants seront consacrés à l’étude de la qualité des eaux d’une part ruisselées collectées et
d’autre part au fil du système.
La récupération et la réutilisation d’eau de pluie par les particuliers pour des usages extérieurs
à l’habitat est un geste éco-citoyen. Dès lors que l’eau de pluie entre dans l’habitat, la
problématique est plus complexe notamment de part l’obligation de créer un deuxième réseau
et la nécessité de rester raccordé au réseau public pour les usages ne permettant pas
l’utilisation d’eau de pluie. Or, les motivations des particuliers qui mettent en place ce type de
système sont, d’une part, la réalisation d’économies financières et, d’autre part, la
préservation de la ressource. Seulement, dans cette synthèse bibliographique, il n’apparait pas
de consensus clair quant à l’intérêt, réel ou non, environnemental et économique de la
pratique de collecte – réutilisation des eaux de pluie pour des usages dits « domestiques »,
hors usage boisson. Ainsi, le cinquième chapitre de ce mémoire sera consacré au suivi des
volumes consommés par les deux installations de récupération des eaux de pluie pour
l’alimentation des chasses d’eau à deux échelles différentes. Les économies d’eau réalisées
seront présentées pour les deux sites étudiés et permettront de valider un modèle prédictif.
Enfin, ce mémoire sera conclu par une analyse de cycle de vie destinée à évaluer les
performances environnementales de la récupération d’eau de pluie. Le caractère comparatif de
l’analyse de cycle de vie est un élément important dans le choix de la meilleure ressource
d’un point de vue environnemental. Dans un premier temps, l’effet d’échelle sur les impacts
environnementaux sera étudié. Puis, l’utilisation d’eau de pluie pour l’évacuation des excrétas
sera comparée à l’utilisation d’eau potable du réseau d’eau public.
A la lumière des incertitudes mises en exergue par la synthèse bibliographique ainsi que des
différentes évolutions des pratiques et des législations, l’objectif de ce mémoire est d’apporter
des éléments supplémentaires, complémentaires et objectifs sur la pratique de la réutilisation
des eaux de pluie en aval des toitures inaccessibles au public en France.
- 33 -
PARTIE II
MATERIEL ET METHODES
SOMMAIRE DE LA DEUXIEME PARTIE
I
DESCRIPTION DES SITES .................................................................................................................... 37
I.1
MAISON INDIVIDUELLE EN MILIEU RURAL ................................................................................ 37
I.1.1
Localisation................................................................................................................................... 37
I.1.2
Description du système.................................................................................................................. 39
I.1.2.1
Récupération des eaux de pluie en aval des toitures ............................................................ 39
I.1.2.2
Réutilisation dans l’habitat .................................................................................................. 43
I.1.3
Réalisation de la vidange annuelle................................................................................................ 45
I.2 BATIMENT COLLECTIF EN MILIEU SEMI-URBAIN ..................................................................... 45
I.2.1
Localisation................................................................................................................................... 45
I.2.2
Description du système.................................................................................................................. 47
I.2.2.1
Récupération des eaux de pluie en aval des toitures ............................................................ 47
I.2.2.2
Réutilisation dans l’habitat .................................................................................................. 49
I.2.3
Réalisation de la vidange annuelle................................................................................................ 51
II
PRELEVEMENTS .................................................................................................................................... 53
II.1
PRESENTATION.............................................................................................................................. 53
II.2
PROTOCOLES.................................................................................................................................. 54
II.2.1 Prélèvements d’eaux météorites .................................................................................................... 54
II.2.2 Prélèvements d’eaux de ruissellement de toiture .......................................................................... 54
II.2.3 Prélèvements d’eaux stockées en cuve .......................................................................................... 54
II.2.4 Prélèvements d’eaux distribuées pour les usages ......................................................................... 55
II.2.5 Prélèvements de sédiments............................................................................................................ 55
III
PARAMETRES ANALYSES ................................................................................................................... 55
III.1
PRESENTATION.............................................................................................................................. 55
III.2
FLACONNAGE ................................................................................................................................ 57
III.3
PROTOCOLES.................................................................................................................................. 57
III.3.1
Analyses physico-chimiques ..................................................................................................... 57
III.3.2
Analyses microbiologiques ....................................................................................................... 58
IV
TRAITEMENT STATISTIQUE DES DONNEES ................................................................................. 59
IV.1
BOITES A MOUSTACHES.............................................................................................................. 59
IV.2
ANALYSES MULTI VARIEES ....................................................................................................... 59
IV.2.1
Analyse en composantes principales (ACP) ............................................................................. 60
IV.2.1.1 Principe................................................................................................................................ 60
IV.2.1.2 Obtention des variables centrées réduites ............................................................................ 60
IV.2.1.3 Obtention des axes ............................................................................................................... 60
IV.2.1.4 Représentation des variables................................................................................................ 61
IV.2.1.5 Représentation des individus ............................................................................................... 61
IV.2.1.6 Retour aux données.............................................................................................................. 61
IV.2.2
Classification ascendante hiérarchique (CAH) ........................................................................ 61
IV.2.2.1 Principe................................................................................................................................ 62
IV.2.2.2 Choix des variables représentant les individus .................................................................... 62
IV.2.2.3 Choix d’un indice de dissimilarité ....................................................................................... 62
IV.2.2.4 Choix d’un indice d’agrégation ........................................................................................... 62
IV.2.2.5 Représentation ..................................................................................................................... 63
CONCLUSION.................................................................................................................................................... 64
- 35 -
La première partie de ce chapitre a pour objectif de décrire les installations de récupération
des eaux de pluie en aval des toitures et de réutilisation dans l’habitat qui ont fait l’objet de
deux études de cas. Les matériels et méthodes associés à la campagne analytique des
installations sont détaillés dans les parties suivantes.
Les sites ont été sélectionnés afin de mener l’étude de la récupération des eaux de pluie à deux
échelles différentes : celle de la maison individuelle et celle du bâtiment collectif. En outre,
ces deux sites diffèrent par leur environnement. Le premier est situé en zone pleinement rurale,
le second est un site périurbain.
Le schéma de principe des deux installations mises en place est fourni sur la Figure II-1.
Chaque système comprend une surface de collecte. Les eaux sont ensuite acheminées via les
descentes pluviales jusqu’à une cuve de stockage, après avoir subi au préalable une filtration
primaire. La distribution des eaux dans l’habitat est ensuite assurée par pompage et un
traitement est réalisé avant l’utilisation de l’eau en tant qu’alimentation de chasses d’eau. La
bascule éventuelle du système sur un réservoir d’appoint en eau potable assure la continuité
de la distribution. Ces installations sont conformes aux exigences de l’arrêté du 21 août 2008
relatif à la récupération des eaux de pluie et à leur usage à l’intérieur et à l’extérieur des
bâtiments (arrêté du 21 août 2008).
La conception et l’installation des systèmes de récupération-réutilisation des eaux de pluie ont
été réalisées au cours de la thèse. Le matériel a été fourni par Sotralentz Habitat, qui a
également participé à la réalisation technique des installations. Une étape importante des
chantiers a consisté en la mise en place des équipements nécessaires à la réalisation de la
campagne analytique et au suivi des volumes.
Figure II-1. Schéma de principe des installations
- 36 -
I
I.1
DESCRIPTION DES SITES
Maison individuelle en milieu rural
Le premier site d’étude est une maison individuelle construite dans les années 90 raccordée au
réseau d’eau potable et disposant d’un assainissement non collectif (Figure II-2). La maison
est entourée d’un terrain de 2 300 m2. Elle est occupée par une famille composée d’un couple
et de deux adolescents.
Figure II-2. Site 1 : Maison individuelle
I.1.1 Localisation
Le site est situé en zone pleinement rurale dans le Tarn (81) à environ 40 km au nord-ouest de
Toulouse (31) en direction d’Albi (Figure II-3, Figure II-4). La maison fait partie de la
commune de Rabastens qui représente environ 8 000 habitants et est éloignée d’environ 6 km
du centre-ville.
L’agriculture du département est caractérisée, d’une part, par de grandes cultures du type blé,
maïs et colza et, d’autre part, par la viticulture (Figure II-5). Le site se trouve, en effet, proche
du vignoble de Gaillac.
Site 1
Figure II-3. Situation géographique du site 1 - Plan large
- 37 -
Figure II-4. Situation géographique du site 1- Carte IGN 2142 E (1 :25 000)
Coordonnées GPS : 43°51’59.83’’N, 1°44’03.56’’E
- 38 -
Figure II-5. Vue aérienne de l’environnement du site 1
I.1.2
I.1.2.1
Description du système
Récupération des eaux de pluie en aval des toitures
I.1.2.1.1 Surface de collecte
La maison dispose d’une toiture en tuile avec des pentes de 30 % et une surface projetée au
sol de 204 m2 (Figure II-6). Les propriétaires n’ont pas réalisé de traitement sur la toiture
depuis la construction.
Figure II-6. Surface de la toiture du site 1
I.1.2.1.2 Descentes pluviales
Les eaux de pluie sont évacuées de la toiture aux angles de la maison. La répartition de la
surface de la toiture par descente de gouttière exprimée en pourcentage est présentée sur la
Figure II-7. Les gouttières sont ouvertes et sont en acier zingué tout comme les descentes
pluviales, lesquelles ont été équipées de crapaudines en polypropylène (Figure II-8). Les
quatre descentes pluviales disposent d’un regard de collecte (Figure II-9). La totalité des eaux
- 39 -
ruisselant sur la toiture a été regroupée dans une même conduite qui alimente la cuve à l’aide
de tuyaux et raccords en polychlorure de vinyle (PVC).
Figure II-7. Estimation de la surface en pourcentage par descente de gouttière sur le site 1
Figure II-8. Crapaudine sur le site 1
Un regard de collecte
Figure II-9. Une des quatre descentes pluviales du site 1
- 40 -
I.1.2.1.3 Cuve de stockage
La cuve installée a une capacité de 5 000 L. Ce volume est celui le plus fréquemment vendu
aux ménages en France pour une réutilisation dans l’habitat. Il s’agit du modèle Aqualentz
simple peau modèle AT112, produit par extrusion-soufflage de polyéthylène haute densité
(PEHD) et assemblage par soudage PEHD de deux modules horizontaux de 2 500 L chacun
(Figure II-10). La peau intérieure est en PEHD alimentaire. Cette cuve est vendue comme
étant inaltérable, peu sensible aux chocs et résistante aux variations de remplissage,
insensibles aux écarts de température, facile à manutentionner et à mettre en place. La cuve
est enterrée dans le jardin. Elle repose sur une dalle de ciment sable de 20 cm d’épaisseur. Le
remblai a été réalisé avec du ciment sable et de la terre (Figure II-11).
Rehausse équipée d’un
filtre
Trou d’homme
Trop-plein
Sortie filtre Entrée eaux de toit
Figure II-10. Présentation de la cuve en PEHD de 5 m3 du site 1
Figure II-11. Mise en place de la cuve enterrée sur le site 1
Cette cuve dispose de plusieurs équipements destinés à améliorer la qualité des eaux de pluie
collectées. La rehausse modèle Sinus comprend une entrée d’eaux de pluie brutes et un filtre
dégrilleur démontable pour un accès à l’intérieur de la cuve. Ce filtre est composé d’une
cartouche horizontale en inox, équipée d’une grille de maille 5 mm. Le nettoyage de cette
cartouche est assuré de façon hebdomadaire par rétro lavage. La mise en rotation du filtre par
l’arrivée d’un jet d’eau entraîne alors l’évacuation des débris accumulés vers le trop-plein
- 41 -
(Figure II-12, Figure II-13). L’eau passée au travers du dégrilleur pénètre ensuite dans un tube
tranquillisateur démontable, plongeant au fond de la cuve pour éviter de remettre en
suspension les sédiments éventuels (Figure II-13, Figure II-14). La prise d’eau est assurée par
un tube souple d’aspiration équipé d’une crépine en inox avec clapet-anti-siphonnage et d’un
flotteur évitant l’aspiration des boues du fond et des matières flottantes (Figure II-14). Enfin,
la cuve est équipée d’un siphon d’évacuation du trop-plein et d’aspiration des particules
flottantes situé au dessus du fil de l’eau de sortie. Ce siphon est fermé par une barrière antirongeur amovible en inox (Figure II-14).
Figure II-12. Tube diffuseur-tranquilisateur et dégrilleur en cuve sur le site 1
Dégrilleur
Diffuseur - tranquilisateur
Figure II-13. Tube diffuseur-tranquilisateur et dégrilleur hors cuve sur le site 1
- 42 -
Figure II-14. Intérieur de la cuve du site 1
I.1.2.2
Réutilisation dans l’habitat
I.1.2.2.1 Système de pompage
Le système de pompage et de filtration a été installé dans le sous-sol de la maison. Le système
de pompage Sotralentz Habitat de type BOX V40 E est équipé d’une vanne trois voies (Figure
II-15). Quand la sonde de niveau reçoit l’information que la cuve est vide, le basculement de
la cuve vers un réservoir d’eau potable d’une contenance d’environ 18L a lieu. Ce réservoir
est équipé d’un flotteur mécanique et son remplissage est assuré par le réseau d’eau potable.
L’arrivée de l’eau potable s’effectue par écoulement libre par le haut du réservoir d’appoint
afin d’éviter tout risque d’interconnexion avec le réseau d’eau de pluie. Il s’agit d’une
disconnexion par surverse totale au sens de la norme NF EN 1717 (AFNOR, mars 2001).
I.1.2.2.2 Système de filtration
Le système de filtration modèle NW 25 DUO de chez Cintropur comprend une chaussette
filtrante en polyester suivie d’un filtre à charbon actif (Figure II-16). Selon Sotralentz, le seuil
de coupure de la filtration est de 25 μm et il est conseillé de remplacer la manchette deux fois
par an. Le charbon utilisé est de type Norit Row 08 SUPRA avec un diamètre moyen de grain
égal à 0,8 mm. Le filtre à charbon actif contient 0,85 L et il est recommandé de le renouveler
tous les six mois.
Figure II-16. Système de filtration du site 1
Figure II-15. Système de pompage du site 1
- 43 -
I.1.2.2.3 Traitement UV
Le traitement UV installé est un modèle
EUREKA de la société RER (Figure II-17).
Il comprend principalement une chambre
de traitement en inox, une gaine de quartz
et une lampe UV de 36 W. Un bouton
marche/arrêt permet d’utiliser ou non la
désinfection UV. Lorsque la lampe est
allumée, le fonctionnement est continu. La
durée de vie de la lampe est estimée à
9 000 h.
Figure II-17. Traitement UV du site
I.1.2.2.4 Raccordement aux usages
L’eau provenant de la cuve de stockage des
eaux de pluie récoltées en aval de la toiture
est destinée à être utilisée pour
l’évacuation des excrétas (Figure II-18).
Deux des trois chasses d’eau de la maison
ont donc été raccordées : une des chasses
d’eau est dans le garage au sous-sol, la
deuxième est située à l’étage, au milieu des
pièces de vie. Un robinet extérieur a été
installé sur la façade nord de la maison
mais n’a été utilisé que pour la réalisation
de prélèvements (Figure II-18).
Figure II-18. Robinet extérieur alimenté par
la cuve sur le site 1
Une photographie du système de réutilisation complet est fournie sur la Figure II-19. Les
tuyaux de distribution de couleur bleue sont en polyéthylène réticulé (PER) avec gaine en
PVC. Les vannes et raccords sont en laiton chromé. Pour les besoins de l’étude, des vannes
supplémentaires et des compteurs ont été installés.
Figure II-19. Système de réutilisation des eaux de pluie du site 1
- 44 -
I.1.3 Réalisation de la vidange annuelle
La vidange de la cuve du site 1 a été réalisée le 19 mai 2010, soit un an et demi après la
première mise en eau du système. L’eau présente dans la cuve a été vidée à l’aide d’un
camion hydrocureur (Figure II-20) jusqu’à ce que le voile de boue soit atteint. Un aspirateur
préalablement javellisé et rincé avec de l’eau de la cuve a ensuite été utilisé afin de prélever
les eaux chargées en sédiment présentes au fond (Figure II-21).
Figure II-20. Camion hydrocureur sur le site 1
I.2
Figure II-21. Prélèvements d’eaux chargées en
sédiments sur le site 1
Bâtiment collectif en milieu semi-urbain
Le second site d’étude est une école d’ingénieur : Ecole Nationale Supérieure d’Agronomie
de Toulouse - Avenue de l'Agrobiopole - BP 32607 - Auzeville-Tolosane - 31326 CastanetTolosan cedex. Le bâtiment de la partie recherche a été sélectionné étant donné la surface de
collecte qu’il représente et l’activité constante qui s’y déroule tout au long de l'année (Figure
II-22). Ce site est raccordé au réseau d’eau potable et à un assainissement collectif.
I.2.1 Localisation
Le deuxième site est dans un environnement suburbain, puisque situé dans la banlieue proche
de Toulouse (Figure II-23). L’agglomération toulousaine représente environ 860 000 habitants.
Le site est situé à environ 12 km de la place du Capitole, représentant l’hyper-centre de la
ville. La zone est proche d’un axe routier fréquenté. Des champs expérimentaux s’étendent
sur 70 ha à proximité (Figure II-24, Figure II-25).
Site 2
Figure II-22. Site 2 : Bâtiment collectif
Figure II-23. Situation géographique du site 2Plan large
- 45 -
Figure II-24. Situation géographique du site 2 – Carte IGN 2144 O (1 :25 000)
Coordonnées GPS : 43°32’07.97’’ N, 1°29’35.70’’E
- 46 -
Figure II-25. Vue aérienne de l’environnement du site 2
I.2.2
I.2.2.1
Description du système
Récupération des eaux de pluie en aval des toitures
I.2.2.1.1 Surface de collecte
Ce deuxième site est un bâtiment avec une toiture terrasse (Figure II-26). Le bâtiment de la
partie recherche a été sélectionné étant donné la surface de collecte d’environ 1 600 m2 qu’il
représente. La fiche technique du matériau de la toiture indique plusieurs éléments
constitutifs : polyester stabilisé, elastomère, paillettes d’ardoise ou granulés minéraux et film
thermofusible.
Figure II-26. Surface de collecte du site 2
- 47 -
I.2.2.1.2 Descentes pluviales
Les entrées d’eau de pluie dans la toiture sont équipées de crapaudines en acier galvanisé. Les
eaux sont évacuées par des descentes pluviales en PVC qui débouchent au sous-sol dans un
vide sanitaire (Figure II-27). Les sorties de ces collecteurs sont visibles à l’extérieur (Figure
II-28). Les surfaces de toit correspondant aux différents collecteurs d’eaux pluviales étudiés
sont de 180 m2, 344 m2, 607 m2 et 525 m2.
Figure II-28. Sortie d’un collecteur d’eaux
pluviales du site 2
Figure II-27. Vide sanitaire du site 2
I.2.2.1.3 Filtration primaire
Un filtre dégrilleur à cascade pour gros débit VF6 a été installé en amont de la cuve. Ce filtre
possède deux entrées sur lesquelles ont été branchées deux des descentes pluviales d’une part
et les deux autres d’autre part. Les eaux de pluie arrivent dans un bac qui alimente par
surverse une « cascade », laquelle assure l’élimination des particules grossières (Figure II-29).
L’eau entrée par les fentes de cette cascade traverse ensuite un tamis de 0,55 mm, lequel
permet de retenir les impuretés plus fines (Figure II-30). L’eau filtrée alimente la cuve par un
tuyau situé au fond du filtre, tandis que les refus de dégrillage sont évacués par un trop-plein.
Figure II-30. Elément du dégrilleur du site 2
Figure II-29. Dégrilleur du site 2
- 48 -
I.2.2.1.4 Cuve de stockage
D’après la pluviométrie de 0,6348 m3 / m2 / an, le volume d’eau récupérable a été évalué à
543 m3 par an. La période sèche sur Toulouse est en moyenne de 10 jours et peut aller jusqu’à
20 jours. Il a donc été décidé, après calcul, d’utiliser une cuve de 30 m3.
Une cuve double peau en PEHD EP-DP 30000 a été enterrée, de façon à ce qu’elle soit hors
gel (Figure II-31). Du fait de la présence d’une nappe alluviale, cette cuve repose sur un radier
et une dalle en béton afin d’éviter qu’elle ne soit endommagée lorsque le niveau d’eau de la
nappe monte. Enfin, une dalle de répartition a été réalisée pour permettre le passage des
véhicules. En effet, la cuve est située sous un parking de voitures, sur lequel des opérations de
grutage sont parfois réalisées.
Cette cuve est équipée d’un tube tranquillisateur, d’un tuyau souple d’aspiration et d’un
siphon d’évacuation du trop-plein, similaires à ceux décrits pour la cuve du premier site.
Figure II-31. Installation de la cuve sur le site 2
I.2.2.2
Réutilisation dans l’habitat
I.2.2.2.1 Système de pompage
Le système de pompage et de filtration a été installé dans une salle au rez-de-chaussé du
bâtiment. Le système de pompage est de type Rain System AF 150 commercialisé par WILO
(Figure II-32). Il est équipé de deux pompes qui fonctionnent en alternance, ou en parallèle en
cas de pointe de consommation. Lorsque la cuve est quasiment vide, une sonde et une
électrovanne assure la bascule du système de la cuve vers un réservoir de secours. L’eau pour
les usages est alors pompée dans un réservoir de 150 L rempli par le réseau d’eau public. La
disconnexion totale entre les deux réseaux est assurée par une alimentation du réservoir
d’appoint par surverse avec garde d’air. Ce réservoir est équipé d’un flotteur mécanique et
d’un trop-plein. Un réservoir sous pression a été installé dans le circuit de façon à éviter les
déclenchements intempestifs de la pompe pour de petites quantités ou en cas de fuite.
I.2.2.2.2 Système de filtration
Le système de filtration modèle NW 50 DUO de chez Cintropur est similaire à celui du
premier site mais de capacité supérieure. Il comprend une chaussette filtrante à 25 μm suivie
d’un filtre d’une contenance d’environ 4,5L, rempli de charbon actif en grain de 0,8 mm de
diamètre, type Norit Row 08 SUPRA (Figure II-33). Les préconisations d’entretien sont un
changement du filtre chaussette et un renouvellement du charbon actif trois fois par an.
- 49 -
Figure II-33. Système de filtration du site 2
Figure II-32. Système de pompage du site 2
I.2.2.2.3 Traitement UV
Le traitement UV installé est un modèle
EUREKA commercialisé par la société
RER (Figure II-34). Il est composé d’une
chambre de traitement, d’une gaine en
quartz et d’une lampe de 95 W. Le
remplacement de la lampe est préconisé
une fois par an, si elle fonctionne en
continu. En cas de panne électrique ou
pour toute autre raison empêchant la
désinfection, une électrovanne, en position
ouverte par défaut, se ferme et empêche la
distribution d’eau.
Figure II-34. Traitement UV du site 2
I.2.2.2.4 Raccordement aux usages
Les eaux de pluie collectées servent à l’alimentation des chasses d’eau. Le bâtiment recherche
comprend un rez-de-chaussée et un étage. Chaque niveau comporte deux blocs de WC,
chacun comprenant un WC « homme » et un WC « femme », soit un total de douze WC. Ces
blocs se situent aux extrémités du bâtiment, ceux de l’étage étant à la verticale de ceux situés
au rez-de chaussée. Seulement, deux d’entre eux disposent d’un lavabo dans la même pièce
que les WC et ont donc été éliminés pour satisfaire aux exigences réglementaires. Ainsi, huit
chasses d’eau sont alimentées en eau de pluie.
Une photographie du système de réutilisation complet est fournie sur la Figure II-35. Pour les
besoins de l’étude, des vannes supplémentaires et des compteurs ont été ajoutés à
l’installation.
- 50 -
Figure II-35. Système de réutilisation des eaux de pluie du site 2
I.2.3 Réalisation de la vidange annuelle
La vidange de la cuve sur le deuxième site a été réalisée le 24 novembre 2010, soit un an
après la première mise en eau du système. La cuve a été vidée à l’aide d’un camion
hydrocureur (Figure II-36 ; Figure II-37). Dès que le voile de boue a été atteint, l’opération de
vidange a été stoppée de façon à permettre le prélèvement de sédiments de fond de cuve
(Figure II-38).
Suite à la période estivale, le système avait été entièrement contaminé par un biofilm. La
vidange a donc été suivie d’une désinfection du système qui a été réalisée par la Société
Méridionale d’Environnement. Le désinfectant utilisé était le Panox composé d’acide
peracétique et d’eau oxygénée. Les parois de la cuve ont été nettoyées au karcher et les eaux
de lavage évacuées par pompage (Figure II-39).
Figure II-36. Camion hydrocureur sur le site 2
- 51 -
Figure II-37. Vidange de la cuve sur le site 2
Figure II-38. Sédiments au fond de la cuve sur
le site 2
Figure II-39. Système après désinfection sur le
site 2
- 52 -
II
PRELEVEMENTS
II.1 Présentation
La campagne de suivi mise en place comprend différents points de prélèvements situés au fil
de l’eau dans le système de récupération des eaux de pluie.
Ainsi, des prélèvements d’eaux stockées en cuve et d’eaux distribuées pour les usages ont été
réalisés de façon hebdomadaire sur les deux systèmes de récupération-réutilisation des eaux
de pluie étudiés. Les prélèvements ont été effectués de début janvier 2009 à fin février 2010
sur le premier site, et de début novembre 2009 à début novembre 2010 sur le deuxième site.
Parallèlement, des prélèvements d’eaux météorites et d’eaux de ruissellement de toiture ont
été effectués lors d’évènements pluvieux.
Les caractéristiques de la campagne de prélèvement sont récapitulées dans le Tableau II-1 et
illustrées par la Figure II-40.
Tableau II-1. Principaux points de prélèvements et fréquences associées
Type de prélèvement
eaux météorites
eaux de ruissellement de toiture
eaux stockées en cuve
eaux distribuées pour les usages
Fréquence
ponctuel
1 fois / semaine
1 fois / semaine
Figure II-40. Principaux points de prélèvements
- 53 -
II.2 Protocoles
II.2.1 Prélèvements d’eaux météorites
Les eaux météorites ont été récoltées à l’aide de
bassines en plastique de qualité alimentaire (30
bassines de 10 L, 545 x 390 x 80 mm hors tout,
Manutan). Juste avant l’évènement pluvieux, les
bassines étaient rincées à l’eau UHQ ou avec l’eau
de la pluie échantillonnée. Pour les prélèvements
microbiologiques, elles avaient été préalablement
désinfectées à l’aide de lingettes (VWR, référence
115-8133). Les bassines ont été disposées sur une
bâche plastique à usage unique afin de limiter ces
contaminations (Figure II-41). Les lieux de mise en
place étaient (1) une dalle en béton située juste à
côté de la maison individuelle qui constitue le
premier site d’étude et (2) le toit terrasse du
deuxième site.
Figure II-41. Prélèvements d’eaux
météorites sur le site 1
II.2.2 Prélèvements d’eaux de ruissellement de toiture
Les eaux de ruissellement de toiture ont été prélevées au pied d’une des quatre descentes
pluviales en zinc sur le premier site (Figure II-42). Elles ont été prélevées au pied des
descentes pluviales, à l’entrée du filtre dégrilleur sur le deuxième site (Figure II-43).
Figure II-42. Prélèvement d’eaux de
ruissellement de toiture sur le site 1
Figure II-43. Lieu de prélèvement d’eaux de
ruissellement de toiture sur le site 2
II.2.3 Prélèvements d’eaux stockées en cuve
Pour suivre la qualité de l’eau en cours de stockage,
des prélèvements ont été réalisés directement dans la
cuve à l’aide d’une canne de prélèvement munie
d’un bécher (Figure II-44). Au préalable, le bécher
était désinfecté à l’éthanol, rincé à l’eau distillée,
puis rincé deux fois à l’eau de pluie stockée dans la
cuve.
Ce
protocole
pour
prélèvements
microbiologiques a été développé avec la norme NF
EN ISO 19 458 en appui (AFNOR, novembre 2006). Figure II-44. Prélèvements dans la cuve
- 54 -
II.2.4 Prélèvements d’eaux distribuées pour les usages
Chacune des installations est équipée d’un robinet situé à l’extérieur de l’habitat, lequel
délivre une eau de même qualité que celle utilisée pour l’alimentation des chasses d’eau. Les
prélèvements d’eaux distribuées ont été effectués à ce robinet extérieur. La première étape
consiste à faire couler l’eau pendant une minute jusqu’à stabilisation de la température. Le
robinet est ensuite désinfecté à l’éthanol. Il est ouvert de nouveau de façon à rincer, puis les
flacons sont remplis. Cette procédure est en accord avec la norme NF EN ISO 19458
« Qualité de l’eau – échantillonnage pour analyse microbiologique » de novembre 2006
(AFNOR, novembre 2006).
II.2.5 Prélèvements de sédiments
Sur chacun des sites, à l’occasion de la vidange de la cuve, des eaux chargées en sédiments
ont été prélevées. Les prélèvements ont été effectués dans la zone située entre le tube
d’arrivée des eaux des pluies et le milieu de la cuve. Ces eaux ont été centrifugées ; puis, les
sédiments obtenus lyophilisés pour conservation à 20°C jusqu’à analyses.
III PARAMETRES ANALYSES
III.1 Présentation
Le Tableau II-2 récapitule les différents paramètres physico-chimiques analysés sur les
prélèvements décrits dans le paragraphe précédent. Pour les prélèvements effectués dans la
cuve et au robinet extérieur, les analyses grisées ont été réalisées une fois par mois, les autres
paramètres ont été déterminés chaque semaine. Ce tableau précise également la méthode de
détermination utilisée dans cette étude et indique la norme de référence correspondante pour
chaque paramètre.
Le Tableau II-3 présente les paramètres microbiologiques recherchés dans les différents
prélèvements réalisés lors de cette étude. Les analyses de parasites Cryptosporidium et
Giardia n’ont pas pu être réalisées sur les prélèvements d’eaux météorites car elles
nécessitaient de trop gros volumes. Pour les prélèvements effectués dans la cuve et au robinet
extérieur, les paramètres non grisés ont été analysés chaque semaine, ceux grisés ont été
effectués de façon mensuelle. Les aeromonas ont été recherchés toutes les deux semaines.
Les légionelles ont été recherchées selon deux méthodes. La quantification par Polymerase
Chain Reaction (PCR) repose sur une amplification des gènes. Cette méthode prend donc en
compte toutes les légionelles présentes dans l’échantillon disposant d’un bagage génétique,
qu’elles soient vivantes ou mortes. La méthode par culture permet une quantification des
souches vivantes et cultivables. Ces deux méthodes complémentaires ont été utilisées pour
dénombrer les Legionella species, c’est-à-dire l’ensemble des espèces de légionelles sans
distinction. L’espèce pathogène Legionella pneumophila a également été recherchée de façon
spécifique.
- 55 -
Tableau II-2. Analyses physico-chimiques
Paramètre
Unité
Méthode utilisée
Norme de référence
NF T 90-008
pH
Température
pH
T
°C
pH-mètre
Thermomètre
Conductivité
Cond.
μS/cm
Conductimètre
Couleur
Coul. mg Pt/L
Turbidité
Turbi.
Demande Biologique en
DBO5
Oxygène
Demande Chimique en oxygène DCO
NTU
Comparateur de
couleur Nessler
Turbidimètre
mg/L
EnsemencementIncubation
Test rapide*
mg/L
Azote Total
Nt
mg/L
Test rapide*
Phosphore Total
Pt
mg/L
Test rapide*
Carbone Organique Total
COT
mg/L
COT-mètre
Dureté
TH
Titre Alcalimétrique
Titre Alcalimétrique Complet
Chlorures
Sulfates
Nitrates
Phosphates
Magésium
Calcium
Sodium
Potassium
Ammonium
Hydrocarbures Aromatiques
Polycycliques
(15 congénères**)
TA
TAC
ClSO42NO3PO43Mg2+
Ca2+
Na+
K+
NH4+
HAP
mmol/L
°F
mmol/L
°F
mg/L
NF EN 27888
(T 90-031)
NF EN ISO 7887
(T 90-034)
NF EN ISO 7027
(T 90-033)
NF EN 1899
(T 90-103)
NF T 90-101
NF EN ISO 11905-1
(T 90-061)
NF EN ISO 6878
(T 90-023)
NF EN 1484
(T 90-102)
Limite de
quantification
5
3
30
1
0,10
0,50
Calcul
NF T 90-003
0,1 °F
Titrimétrie
NF EN ISO 9963-1
(T 90-036)
1 °F
2 °F
HPIC
NF EN ISO. 10304-1
(T 90-042)
0,1 par ion
mg/L
HPIC
NF EN ISO 14911
(T 90-048)
μg/L
ELL/HPLC-Fluo
NF EN ISO 17993
(T 90-090)
0,01 par
congénère
NF EN ISO10695
(T 90-121)
NF EN ISO 6468
(T 90-120)
0,005 à 0,1 par
composé
ISO 17294
(T 90-164)
0, 1 par élément
Pesticides
(405 composés**)
Pest.
μg/L
Méthode
multirésidus
Aluminium
Cadmium
Chrome
Cuivre
Fer
Nickel
Zinc
Plomb
Al
Cd
Cr
Cu
Fe
Ni
Zn
Pb
μg/kg
ICP-SM
*Test rapide : Spectroquant ®, Merck.
**Le détail des congénères se trouve en annexe I.
Les paramètres non grisés ont été analysés chaque semaine, ceux grisés une fois par mois.
ELL : Extraction Liquide-Liquide ; SM : Spectrométrie de Masse ; Fluo : détecteur à
fluorescence ; HPLC : Chromatographie Liquide Haute Performance ; HPIC : Chromatographie
Ionique Haute Performance ; ICP : torche à plasma
- 56 -
Tableau II-3. Analyses microbiologiques
Norme de
référence
Filtration sur
NF EN ISO 9308-1
ufc/100mL
membrane
(T 90-414)
Filtration sur
NF EN ISO 9308-1
Escherichia Coli
ufc/100mL
membrane
(T 90-414)
NF EN ISO 7899-1
Entérocoques
Microplaques
ufc/100mL
(T 90-432)
Microorganismes revivifiables à
Ensemencement par
NF EN ISO 6222
ufc/mL
22°C
incorporation
(T 90-401)
Microorganismes revivifiables à
Ensemencement par
NF EN ISO 6222
ufc/mL
36°C
incorporation
(T 90-401)
Aeromonas
Filtration+identification n/100mL
Selon EPA 1605
Oocystes de Cryptosporidium
Concentration sur
cartouche, élution et
n/100mL
NF T 90-455
centrifugation
Kystes de Giardia
Dénombrement
Legionella species
Culture
ufc/L
NF T 90-431
Culture
ufc/L
NF T 90-431
Legionella species
PCR
ug/L
NF T 90-471
PCR
ug/L
NF T 90-471
Filtration sur
NF EN 12780
Pseusomonas aeruginosa
n/100mL
membrane
(T 90-419)
Paramètre
Méthode utilisée
Unité
Les paramètres non grisés ont été analysés chaque semaine, ceux grisés une fois par mois.
Les analyses d’Aeromonas ont été réalisées une fois toutes les deux semaines.
III.2 Flaconnage
Le flaconnage mis en œuvre pour la réalisation de la
campagne analytique est présenté dans Tableau II-4
et sur la Figure II-45. Les échantillons prélevés sur
site ont été acheminés au laboratoire dans des
glacières. La température a été déterminée sur site.
Les paramètres tels que le pH, la turbidité, la
conductivité, la mesure de couleur et la DBO5 ont
été réalisés dès l’arrivée au laboratoire. Les autres
flacons pour les analyses physico-chimiques ont été
stockées au congélateur à -20°C jusqu’à la
réalisation
des
analyses.
Les
analyses
microbiologiques ont été débutées dans les 24 h.
Figure II-45. Flaconnage
III.3 Protocoles
III.3.1 Analyses physico-chimiques
Les analyses physico-chimiques ont été réalisées au laboratoire. Les protocoles sont présentés
en annexe I.
- 57 -
III.3.2 Analyses microbiologiques
Les analyses microbiologiques ont été réalisées par le Centre d’Analyses Environnementales
(CAE) de Veolia : Laboratoire Central - Immeuble "Le Dufy" - 1, place de Turenne - 94417
Saint-Maurice Cedex. Le CAE dispose de différents protocoles d’analyses prédéfinis suivant
le type d’eaux, eaux propres ou eaux chargées. Dans le cadre de cette étude, un protocole à
façon a été mis en place. Il a, en effet, été nécessaire de déterminer les dilutions adaptées aux
eaux de pluie qui ne sont ni des eaux propres, ni des eaux usées. Les protocoles sont présentés
en annexe I.
Tableau II-4. Flaconnage utilisé
Paramètre
Température
pH
Turbidité
Conductivité
DBO5
Couleur
Anions
Cations
TA
TAC
DCO
COT
Azote total
Phosphore total
Métaux
HAP
Pesticides
Escherichia Coli
Entérocoques
Microorganismes revivifiables à 22°C
Microorganismes revivifiables à 36°C
Aeromonas
Oocystes de Cryptosporidium
Kystes de Giardia
Legionella species*
Legionella pneumophila*
Legionella species*
Legionella pneumophila*
Pseusomonas aeruginosa
Type de flacon
mesuré sur site
Volume
Conservateur
plastique
20 mL
plastique
500 mL
plastique
20 mL
plastique
500 mL
plastique
1L
plastique
verre ambré
plastique
120 mL
1L
1L
acidification HNO3
plastique stérile
500 mL
thiosulfate
plastique stérile
500 mL
thiosulfate
bidon
20 L
plastique stérile
1L
thiosulfate
plastique stérile
1L
thiosulfate
plastique stérile
500 mL
thiosulfate
* Les légionelles ont été analysées selon deux techniques différentes, lesquelles sont présentées en
annexe I.
DBO5 : Demande biologique en Oxygène à 5 jours ; TA : Titre Alcalimétrique, TAC : Titre
Alcalimétrique Complet ; DCO : Demande Chimique en Oxygène ; COT : Carbone Organique Total
- 58 -
IV TRAITEMENT STATISTIQUE DES DONNEES
IV.1 Boîtes à moustaches
La boîte à moustaches, traduction de Box & Whiskers Plot ou box plot, est une invention de
Tukey (1977) pour représenter schématiquement une distribution. Dans cette étude, elles ont
été tracées à l’aide du logiciel XL-STAT (Addinsoft).
Les boîtes à moustaches comprennent plusieurs éléments (Figure II-46).
- Une échelle des valeurs est présentée sur l’axe horizontal.
- La valeur du premier quartile (Q1) constitue le trait inférieur de la boîte.
- La valeur du troisième quartile (Q3) constitue le trait supérieur de la boîte.
- La valeur de second quartile (Q2), qui est donc la médiane, est représentée par un trait
vertical au sein de la boîte.
- Les moustaches inférieure et supérieure sont représentées de chaque côté de la boîte.
L’extrémité de la moustache inférieure est la valeur minimum dans les données qui est
supérieure à la valeur frontière basse : Q1 - 1,5 x (Q3-Q1). L’extrémité de la moustache
supérieure est la valeur maximum dans les données qui est inférieure à la valeur frontière
haute : Q3 + 1,5 x (Q3-Q1).
- La moyenne est parfois présentée par un + rouge.
- Les valeurs maximum et minimum sont représentées par des points bleus.
- Certaines valeurs atypiques peuvent également être représentées. Les points sont des valeurs
extrêmes qui se trouvent entre 1,5 et 3 fois l'écart interquartile (Q3-Q1) au-dessous ou audessus de la boîte. Les astérisques sont des valeurs extrêmes qui se trouvent à plus de 3 fois
l'interquartile (IQ) au-dessous ou au-dessus la boîte.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Figure II-46. Exemple de boîte à moustaches
+ représente la moyenne
o , * représente les valeurs atypiques
Les points bleus représentent les valeurs minimum et maximum
IV.2 Analyses multi variées
En présence d'un grand nombre de prélèvements décrits par plusieurs variables, il est utile de
recourir à des méthodes d’analyse statistique multivariées pour caractériser les résultats
obtenus.
Il existe plusieurs types de techniques, utiles à la caractérisation de tels volumes de données :
- les méthodes de projection,
- les méthodes de classification.
Les méthodes de projection, comme l’analyse en composantes principales, ont pour objectif
de décomposer, et ainsi de réduire, un jeu de données quelconque en une série de
composantes qui en décrivent les propriétés principales. Il est souvent utile de franchir une
- 59 -
étape supplémentaire, en utilisant des méthodes de classification, telle que la classification
hiérarchique ascendante, qui regroupent les données étudiées en classes, lesquelles aident
dans certains cas à identifier les processus physiques.
Les analyses multivariées ont été réalisées à l’aide du logiciel XL-STAT (Addinsoft).
IV.2.1 Analyse en composantes principales (ACP)
IV.2.1.1 Principe
L’analyse en composante principale (ACP) s’applique à des tableaux croisant des individus
ou observations (en lignes) et des variables quantitatives (en colonnes). On note xik la valeur
prise par l’individu i pour la variable k. L'indice i varie de 1 à I et k de 1 à K. xk est la
moyenne de la variable k calculée sur l’ensemble des I individus et sk est l’écart-type de la
variable k.
L’ACP se focalise sur des liaisons linéaires entre variables. Des liaisons plus complexes
existent comme les liaisons quadratiques, logarithmiques, exponentielles, etc. mais elles ne
sont pas étudiées en ACP. Ceci peut sembler restrictif mais en pratique de nombreuses
liaisons peuvent être considérées comme linéaires, au moins dans une première application.
L’ACP se veut descriptive : elle permet de condenser les informations et donc de les
interpréter plus facilement. L’idée est de représenter le nuage de points dans un espace de
dimension réduite de façon « optimale », c’est-à-dire en déformant le moins possible les
distances entre individus. Elle revient donc à chercher le meilleur espace de représentation de
dimension réduite permettant au mieux de visualiser la forme d’un nuage à K dimensions.
C’est un peu comme faire une photo d’un objet : on passe de deux à trois dimensions. Le but
de l’ACP est de trouver l’endroit où poser l’appareil photo pour que l’on reconnaisse le mieux
le sujet.
IV.2.1.2 Obtention des variables centrées réduites
Le centrage présente des avantages techniques et est donc toujours réalisé en ACP.
L’opération de réduction est indispensable dans le cas où les variables ne s’expriment pas
dans les mêmes unités de mesure. Même en dehors de ces cas, elle est généralement
préférable car elle revient à accorder la même importance à chaque variable. L’obtention des
variables centrées réduites est réalisée en donnant même moyenne (nulle) et même variance
(l’unité) à toutes les colonnes. Cela revient à considérer ( xik − xk ) / s k au lieu de xik . Cette
opération est aussi appelée « standardisation ».
IV.2.1.3 Obtention des axes
Géométriquement, l’ACP peut être vue comme un changement de base dans lequel les
premiers vecteurs de la nouvelle base jouent un rôle privilégié.
La première étape de l’ACP est le calcul de la matrice des corrélations. Les axes de l’ACP
sont obtenus par diagonalisation de cette matrice qui en extrait les vecteurs propres et les
valeurs propres associées. Les vecteurs propres correspondent aux vecteurs u s qui définissent
les nouveaux axes et qui sont associés chacun à la valeur propre de rang s. Les nouveaux axes
sont des combinaisons linéaires des anciens axes et peuvent donc être considérés comme de
nouvelles variables combinaisons linéaires des anciennes, lesquelles ont la particularité de ne
pas être corrélées entre elles. Ces nouvelles variables sont communément appelées
« composantes principales ».
La valeur propre λs s’interprète alors comme la « variance expliquée » par l’axe de rang s. Le
pourcentage d’inertie rapporte l’inertie projetée à l’inertie totale. Il peut être vu comme une
- 60 -
mesure de la qualité de représentation des données ou comme une mesure de l’importance
relative des axes. Ces pourcentages d’inerties s’additionnent pour plusieurs axes.
inertie =
λs
K
λ
s
k =1
La quantité d’information doit décroître rapidement sinon cela veut dire que le nuage de
points est de forme semblable à une sphère et qu’il n’y a donc aucun angle de prise de vue qui
permette d’avoir une image satisfaisante.
Il est important de souligner que l’orientation des axes est arbitraire. Le signe des
coordonnées des individus sur un axe n’a donc pas de signification. En revanche, la
comparaison des signes peut s’interpréter. Si deux individus ont sur un axe, le premier une
coordonnée positive, et le second une coordonnée négative, cela signifie qu’ils s’opposent sur
cet axe.
IV.2.1.4 Représentation des variables
Une fois ces axes calculés, il faut en connaître la signification. Pour cela, la représentation des
anciennes variables se fait sur un cercle de rayon 1 en utilisant comme coordonnée les
coefficients de corrélation avec les nouvelles variables, donc les composantes principales.
La qualité de représentation d’une variable sur un plan s’évalue visuellement à partir de la
distance au bord du cercle. Deux variables colinéaires sont significativement corrélées. Deux
variables orthogonales sont significativement non-corrélées.
Il faut, pour interpréter correctement des graphiques des cercles de corrélation, se souvenir
qu’un coefficient de corrélation est une mesure de liaison linéaire entre deux variables, et
qu’il peut arriver que deux variables très fortement liées aient un coefficient de corrélation nul
ou très faible, si leur liaison n’est pas linéaire.
IV.2.1.5 Représentation des individus
Une fois ces axes identifiés, on peut projeter les individus sur les plans principaux, dont les
axes sont les premières composantes principales qui rassemblent donc le maximum d’inertie.
Il faut s’assurer que la représentation des individus sur ces plans est de bonne qualité. Pour un
individu, on mesure cette qualité à l’aide du cosinus de l’angle formé par le plan principal et
le vecteur défini par l’individu. Idéalement, lorsqu’un individu est sur le plan factoriel, l’angle
défini est alors nul, ce qui entraine un cosinus carré égal à 1. Au contraire, un individu
orthogonal à chacun des axes du plan factoriel aura un cosinus carré nul. Tous les individus
occupant des positions intermédiaires auront un cosinus carré d’autant plus proche de 1 qu’un
individu est bien représenté par sa projection sur le plan.
Lorsqu’un individu contribue beaucoup à la construction d’un axe factoriel, il est fréquent que
les résultats d’une nouvelle ACP construite sans cet individu changent de façon substantielle :
les principaux facteurs de variabilité peuvent changer et de nouvelles oppositions entre
individus apparaître.
IV.2.1.6 Retour aux données
Il est prudent d’appuyer l’interprétation par un retour aux données. Il convient entre autres de
vérifier les conclusions de l’ACP par une relecture du tableau de données et de la matrice de
corrélation.
IV.2.2 Classification ascendante hiérarchique (CAH)
L’analyse en composante principale est particulièrement bien adaptée à l’exploration de
grands tableaux numériques, car elle permet de fournir un nouveau jeu de données plus
- 61 -
compact, mais elle ne suffit pas toujours à fournir une vue satisfaisante de l’ensemble des
données. Non seulement les visualisations ne véhiculent qu’une partie de l’information, mais
elles sont parfois elles-mêmes trop complexes pour être interprétées facilement. Dans ces
circonstances, la classification ascendante hiérarchique (CAH) peut compléter et nuancer les
résultats de l’ACP. La complémentarité entre l’ACP et la CAH concerne la compréhension de
la structure des données et facilite l’interprétation des résultats.
IV.2.2.1 Principe
Le principe de la CAH est de rassembler les observations ou les modalités d'une variable
qualitative selon un critère de ressemblance défini au préalable. Les observations les plus
"ressemblantes" seront ainsi réunies dans des groupes homogènes, lesquels se rassembleront
plus ou moins rapidement en fonction de leurs ressemblances.
La CAH considère initialement toutes les observations comme étant des clusters ne contenant
qu'une seule observation. La première étape consiste donc à réunir dans un cluster à deux
observations les deux observations les plus proches. Puis, la CAH continue, fusionnant à
chaque étape les deux clusters les plus proches au sens de la distance choisie. Le processus
s'arrête quand les deux clusters restant fusionnent dans l'unique cluster contenant toutes les
observations.
La classification est ascendante car elle part des observations individuelles ; elle est
hiérarchique car elle produit des classes ou groupes de plus en plus vastes, incluant des sousgroupes en leur sein.
IV.2.2.2 Choix des variables représentant les individus
Dans le cas où les données observées sont les valeurs de K variables sur I individus, on pourra
choisir d’effectuer une classification des individus, ou une classification des variables. Les
variables de départ s’expriment dans des unités différentes et prennent des valeurs sur des
échelles difficilement comparables. Il est donc choisi de représenter les individus à l’aide des
variables centrées réduites associées aux variables de départ.
Il revient au même de réaliser la CAH sur des individus à partir de K variables centrée
réduites que de réaliser la CAH des individus à partir des p facteurs obtenus à l’aide d’une
ACP normée sur les variables précédentes. Toutefois, il peut être intéressant de réaliser la
CAH à partir des Q premiers facteurs (Q<K). Cela a pour effet d’éliminer une partie des
variations entre individus, qui correspond en général à des fluctuations aléatoires, c’est-à-dire
à un « bruit statistique ».
IV.2.2.3 Choix d’un indice de dissimilarité
La CAH procède par fusions successives de clusters déjà existants. A chaque étape, les deux
clusters qui vont fusionner sont ceux dont la "distance" est la plus faible. La question est donc
de trouver une bonne définition de ce que l'on entend par la "distance" entre deux groupes de
points. De nombreuses mesures de la « distance » entre individus ont été proposées.
Le type de distance le plus couramment utilisé est la distance euclidienne. Il s’agit simplement
d’une distance géométrique dans un espace multidimensionnel.
d (I i , I j ) =
(x
ik
− x jk ) 2
k
IV.2.2.4 Choix d’un indice d’agrégation
L'application de la méthode suppose également le choix d'une "distance" entre classes. Là
encore, de nombreuses solutions existent. Il faut noter que ces solutions permettent toutes de
calculer la distance entre deux classes quelconques sans avoir à recalculer celles qui existent
entre les individus composant chaque classe. Nous avons utilisé la méthode de Ward. Cette
- 62 -
méthode se distingue de toutes les autres en ce sens qu'elle utilise une analyse de la variance
approchée afin d'évaluer les distances entre classes. En résumé, cette méthode tente de
minimiser la somme des carrés de tous les couples hypothétiques de classes pouvant être
formés à chaque étape. Les indices d'agrégation sont recalculés à chaque étape à l'aide de la
règle décrite ci-après.
Soit une classe M obtenue en regroupant les classes K et L, soit nj, nk et nl les poids respectifs
des classes J, K et L, la distance D de la classe M à la classe J est donnée par :
( n j + n k ) D ( K , J ) + ( n j + n L ) D ( L, J ) − n j D ( K , L )
D( M , J ) =
n j + n k + nl
Cette méthode revient donc à retenir comme distance entre deux groupes celle qui minimise la
variance intra-groupe tout en maximisant la variance inter-groupe.
IV.2.2.5 Représentation
L’historique de classification est représenté sur un arbre hiérarchique appelé dendogramme.
Le dendrogramme nous indique l'ordre dans lequel les agrégations successives ont été opérées.
Il nous indique également la valeur de l'indice d'agrégation à chaque niveau d'agrégation. Les
typologies qui ont le plus de chance d'être significatives sont obtenues simplement en traçant
une ligne horizontale en travers du dendogramme, et en retenant dans la typologie les clusters
terminaux qui sont juste au-dessus de cette ligne. Il est généralement pertinent d'effectuer la
coupure après les agrégations correspondant à des valeurs peu élevées de l'indice et avant les
agrégations correspondant à des valeurs élevées. En coupant l'arbre au niveau d'un saut
important de cet indice, on peut espérer obtenir une partition de bonne qualité car les
individus regroupés en-dessous de la coupure étaient proches, et ceux regroupés après la
coupure sont éloignés. En changeant la hauteur de la ligne de coupure, on change le nombre
de clusters retenus, et on dispose ainsi d'un moyen simple pour faire varier la granularité de la
typologie finale.
- 63 -
CONCLUSION
Les conditions de l’étude de la qualité physico-chimique et microbiologique des deux systèmes de récupération d’eaux de toiture et réutilisation
pour l’alimentation des chasses d’eau sont résumées dans le tableau ci-dessous.
Tableau II-5. Conditions de l’étude de la qualité physico-chimique et microbiologique des deux systèmes de récupération d’eaux de toiture
Site
Echelle
Localisation
Type de toiture
Surface de la toiture
Volume de la cuve
Nombre de chasses d’eau alimentée en eau de pluie
Occupation
Période d’installation
Réalisation de la vidange
Période de suivi de la qualité
Nombre de prélèvements d’eaux météorites
Nombre de prélèvements d’eaux de ruissellement de toiture
Nombre de prélèvements d’eaux stockées dans la cuve
Nombre de prélèvements d’eaux distribuées
Nombre de paramètres analysés de façon hebdomadaire
Nombre de paramètre analysés de façon mensuelle
Paramètres physico-chimiques
Paramètres microbiologiques
Site 1
Site 2
maison individuelle
bâtiment collectif
zone rurale
zone périurbaine
en pente avec tuiles
terrasse bitumée
2
204 m
1 655 m2
3
5m
30 m3
2
8
4 personnes
~ 60 personnes
décembre 2008
septembre 2009
19 mai 2010
24 novembre 2010
janvier 2009 – février 2010
novembre 2009 – octobre 2010
3
5
3
5
55
52
55
52
18 paramètres physico-chimiques
5 paramètres microbiologiques
32 paramètres physico-chimiques
12 paramètres microbiologiques
pH, température, conductivité, couleur, turbidité, DBO5, DCO, Nt, Pt, COT,
TH, TA, TAC, cations, anions, HAP, pesticides, éléments traces métalliques
Bactéries coliformes, E. coli, entérocoques, microorganismes revivifiables à
22°C et à 36°C, Aeromonas, Cryptosporidium, Giardia, Legionella species,
Legionella pneumophila, Pseudomonas aeruginosa.
- 64 -
PARTIE III
ETUDE DE LA QUALITE DES EAUX
COLLECTEES RUISSELEES
SOMMAIRE DE LA TROISIEME PARTIE
I
RESULTATS ............................................................................................................................................. 67
I.1
I.2
II
MAISON INDIVIDUELLE EN ZONE RURAL AVEC TOITURE EN TUILES..............................67
BATIMENT COLLECTIF EN ZONE PERIURBAINE AVEC TOITURE TERRASSE BITUMEE 67
VARIABILITE DES PARAMETRES ETUDIES .................................................................................. 68
II.1
QUALITE PHYSICO-CHIMIQUE .....................................................................................................68
II.1.1 Paramètres globaux de pollution .................................................................................................. 68
II.1.2 Eléments traces métalliques (ETM)............................................................................................... 68
II.1.3 Micropolluants organiques ........................................................................................................... 72
II.1.3.1
II.1.3.2
Hydrocarbures aromatiques polycycliques ............................................................................................... 72
Pesticides et métabolites ........................................................................................................................... 72
II.2
QUALITE MICROBIOLOGIQUE......................................................................................................75
II.2.1 Contamination microbiologique globale....................................................................................... 76
II.2.2 Contamination fécale .................................................................................................................... 78
II.2.3 Présence de pathogènes ................................................................................................................ 79
II.2.3.1
II.2.3.2
II.2.3.3
II.2.4
III
Legionella pneumophila ........................................................................................................................... 79
Aeromonas et Pseudomonas aeruginosa .................................................................................................. 80
Cryptosporidium et Giardia...................................................................................................................... 80
Influence de la saisonnalité........................................................................................................... 82
ETUDE DES CORRELATIONS PAR ANALYSES MULTIVARIEES .............................................. 87
III.1
ANALYSES HEBDOMADAIRES .....................................................................................................87
III.1.1 Maison individuelle en zone rurale avec toiture en tuiles............................................................. 87
III.1.1.1
Résultats .............................................................................................................................................. 87
III.1.1.1.1 Corrélations entre les paramètres ................................................................................................... 87
III.1.1.1.2 Qualité des prélèvements hebdomadaires au cours des saisons...................................................... 89
III.1.1.2
Interprétations...................................................................................................................................... 91
III.1.1.2.1 Influence d’un événement météorologique exceptionnel sur la composition ionique .................... 91
III.1.1.2.2 Particularité de l’été ....................................................................................................................... 92
III.1.1.2.3 Influence de la pluviométrie sur la contamination fécale ............................................................... 93
III.1.2
Bâtiment collectif en zone périurbaine avec toiture terrasse bitumée........................................... 94
III.1.2.1
Résultats .............................................................................................................................................. 94
III.1.2.1.1 Corrélations entre les paramètres ................................................................................................... 94
III.1.2.1.2 Qualité des prélèvements hebdomadaires au cours des saisons...................................................... 96
III.1.2.2
Interprétations...................................................................................................................................... 96
III.1.2.2.1 Particularité de la période estivale.................................................................................................. 96
III.1.2.2.2 Influence de la pluviométrie sur la contamination fécale ............................................................... 99
III.2
ANALYSES MENSUELLES ..............................................................................................................99
III.2.1 Contamination par les pesticides .................................................................................................. 99
III.2.2 Physico-chimie et microbiologie ................................................................................................. 103
CONCLUSION.................................................................................................................................................. 106
- 66 -
Dans ce chapitre, les résultats sur la qualité des eaux stockées dans les cuves ont été traités. Il
est important de souligner que les deux systèmes de récupération des eaux de pluie en aval
des toitures ont chacun fait l’objet de prélèvements hebdomadaires durant plus de 52 semaines
consécutives. Une trentaine de paramètres physico-chimiques et une dizaine de paramètres
microbiologiques ont été analysés conjointement. Etant donné le grand nombre de valeurs
disponibles, les interprétations ont été effectuées à l’aide d’analyses multi variées.
I
RESULTATS
I.1
Maison individuelle en zone rural avec toiture en tuiles
Les eaux stockées dans la cuve de 5 m3 du premier site ont été collectées en aval d’une toiture
en tuiles. Elles ont fait l’objet de prélèvements hebdomadaires de janvier 2009 à février 2010.
Selon le paramètre considéré, un total de 15 à 55 valeurs réparties sur l’année est disponible.
L’ensemble des résultats est donné sous forme de tableaux en annexe II.
I.2
Bâtiment collectif en zone périurbaine avec toiture terrasse bitumée
Les eaux stockées dans la cuve de 30 m3 du deuxième site ont été collectées en aval d’une
toiture terrasse bitumée. Elles ont fait l’objet de prélèvements hebdomadaires de novembre
2009 à octobre 2010. Selon le paramètre considéré, un total de 14 à 52 valeurs réparties sur
l’année est disponible. L’ensemble des résultats est présenté en annexe II.
- 67 -
II
VARIABILITE DES PARAMETRES ETUDIES
II.1 Qualité physico-chimique
II.1.1 Paramètres globaux de pollution
Le Tableau III-1 présente les valeurs minimales, maximales, moyennes, médianes et les
écarts-types des séries de résultats obtenus pour les principaux paramètres physico-chimiques
analysés pour la maison individuelle et le bâtiment collectif. Les critères de qualité des eaux
destinées à la consommation humaine (Arrêté du 11 janvier 2007), les prescriptions
minimales applicables aux eaux issues du traitement d’épuration des eaux résiduaires urbaines
réutilisées pour l’irrigation de cultures ou d’espaces verts (Arrêté du 2 août 2010) et aux eaux
usées traitées (Arrêté du 22 juin 2007) ont également été reportés dans ce tableau lorsqu’ils
étaient disponibles pour le paramètre considéré.
Sur les deux sites, les eaux de pluie collectées présentent un pH acide, ce qui est en accord
avec la littérature (Yaziz et al., 1989; Simmons et al., 2001; Rossillon et al., 2007). La valeur
maximale de 10,4 relevée sur le premier site sera discutée au paragraphe III.1.1.2.1. Les
valeurs de TAC, pH et la température des échantillons ont permis de vérifier que les eaux
étaient légèrement agressives sur un diagramme d’Hallopeau et Dubin. Respectivement sur
les deux sites, 89 % et 96 % des valeurs de conductivité sont inférieures à 100 μS.cm-1. Les
eaux de ruissellement de toiture sont faiblement chargées en ions. Plus de la moitié des
valeurs de couleur et de turbidité sont supérieures à 15 mg Pt.L-1 et à 2 NTU. La comparaison
des valeurs minimum et maximum permet de prendre conscience de l’étendue de l’intervalle
de variations des certains paramètres analysés. Globalement, les eaux stockées dans la cuve de
5 m3 de la maison individuelle présentent une qualité physico-chimique correcte mais les
limites de potabilité sont souvent dépassées. Dans la cuve de 30 m3 du bâtiment collectif, les
valeurs maximales en DCO, DBO5 et en COT sont de l’ordre de grandeur des concentrations
rencontrées dans les eaux usées. Le suivi analytique durant 52 semaines consécutives permet
de visualiser l’évolution de chaque paramètre au cours de l’année. L’ensemble des graphes
correspondant est présenté en annexe II.
II.1.2 Eléments traces métalliques (ETM)
Les concentrations en éléments traces métalliques dans les eaux de la cuve des deux sites sont
présentés sur la Figure III-1 et sur la Figure III-2. Sur les deux sites, les concentrations
rencontrées sont telles que Zn>Fe>Al>Cu>Pb>Ni>Cr>Cd. Les concentrations en métaux
minoritaires, c’est-à-dire le chrome, le cadmium, le cuivre, le nickel et le plomb, sont
présentés sur la Figure III-3. Les concentrations en zinc et en fer sont de l’ordre du mg.L-1,
celles en aluminium, cuivre, plomb, nickel, chrome et cadmium de l’ordre de la dizaine de
μg.L-1 ou de l’ordre du μg.L-1. Ces résultats correspondent à ceux rapportés par plusieurs
études (Spinks et al., 2006; Jordan et al., 2008; Schriewer et al., 2008). Il est difficile de situer
plus précisément les valeurs de concentrations mesurées par rapport à la littérature car les
conditions expérimentales, telles que la nature de la surface de collecte ou l’environnement du
site, sont différentes.
Les concentrations en zinc sont plus élevées sur le premier site, ce qui est cohérent avec la
nature des descentes pluviales qui sont en acier zingué. Des valeurs plus élevées en plomb ont
été quantifiées dans les eaux de la cuve du deuxième site. Ce site est équipé des descentes
pluviales en PVC qui peuvent relarguer du plomb (Koh et al., 1991).
- 68 -
Tableau III-1. Grandeurs statistiques pour les principaux paramètres physico-chimiques
Paramètre
pH
Unité
-
Conductivité
μS.cm-1
Couleur
Turbidité
DBO5
DCO
COT
Dureté
TA
TAC
ClSO42NO3PO43Mg2+
Ca2+
Na+
K+
NH4+
-1
mg Pt.L
NTU
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
°F
°F
°F
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
n
55
MIN
5,6
SITE 1
MAX MOY MED
10,4
6,5
6,2
ET
1,1
SITE 2
n MIN MAX MOY MED
52 4,1
6,6
5,8
6,1
ET
0,7
55
13,5
235,0
56,2
38,2
45,5
52
10,9
113
41,2
37,9
20,1
55
<5
53 0,5
16
<3
11 <30
55 <0,50
55 <0,10
55 <1,0
55 <2,0
54 0,6
54 0,5
54 0,5
54 <0,1
54 <0,1
54 1,0
54 0,3
54 0,2
54 <0,1
39
6,1
17
34
5,1
5,8
4,4
5,4
4,0
6,6
7,8
0,5
0,7
18,8
2,3
4,9
1,7
17,5
2,4
2,7
<30
2,3
1,6
<1,0
<2,0
1,9
1,9
2,7
0,2
0,3
4,7
1,1
1,3
0,6
19
2,0
<3
<30
2,2
1,1
<1,0
<2,0
1,7
1,8
2,4
0,2
0,2
3,0
0,9
0,8
0,3
9,6
1,4
3,9
<30
1,0
1,3
0,8
1,2
1,0
0,9
1,5
<0,1
0,2
4,3
0,5
1,2
0,6
50
52
14
13
52
52
51
51
50
49
51
52
52
52
52
52
51
<5
1,1
<3
<30
1,0
<1
<1
<2
0,2
<0,1
<0,1
<0,1
0,1
0,8
<0,1
<0,1
<0,1
210
12
330
600
160
3,0
<1
2,7
4,1
5,3
3,6
<0,1
0,6
12,0
3,1
1,4
1,9
44,9
3,5
38
85
18,3
1,2
<1
<2
1,4
1,2
0,8
<0,1
0,2
3,3
1,0
0,4
0,4
35,5
2,3
<3
<30
5,8
1,1
<1
<2
1,3
0,9
0,8
<0,1
<0,1
2,7
1,0
0,3
0,3
47,0
2,6
91
175
30,9
<1
<1
<2
0,9
1,2
0,7
<0,1
<0,1
2,2
0,8
0,3
0,4
Eau distribuée
Eau
« reuse »
6,5 à 9
180 à
1 000
15
2
60
2
MIN= minimum, MAX=maximum, MOY=moyenne, MED=médiane, ET=Ecart-type
Eau distribuée (Arrêté du 11 janvier 2011) ; Eau « reuse » (Arrêté du 2 août 2010) ; Eau usée traitée (Arrêté du 22 juin 2007)
- 69 -
Eau
usée
traitée
25
125
1 600
1 400
Concentrations (μg.L-1)
1 200
1 000
800
600
400
200
0
Al
Cd
Cr
Cu
Fe
Ni
Zn
Pb
Figure III-1. Concentrations en éléments traces métalliques dans les eaux de la cuve du site 1
1600
1400
-1
Concentrations (μg.L )
1200
1000
800
600
400
200
0
Al
Cd
Cr
Cu
Fe
Ni
Zn
Pb
- 70 -
40
40
35
35
-1
30
25
20
15
25
20
15
10
5
5
Pb
Site 2
30
10
0
0
Cu
7
6
6
5
5
7
-1
45
Site 1
-1
45
4
3
Cu
4
3
2
2
1
1
0
Pb
0
Ni
Cd
Cr
Ni
Cd
Figure III-3. Concentrations en éléments traces métalliques minoritaires dans les eaux de la cuve
- 71 -
Cr
II.1.3 Micropolluants organiques
II.1.3.1 Hydrocarbures aromatiques polycycliques
Des analyses d’hydrocarbures aromatiques polycycliques ont été réalisées une fois par mois.
Sur les deux sites, les concentrations étaient généralement inférieures à la limite de
quantification (0,01 μg.L-1) pour chaque congénère étudié. Les seuls congénères quantifiés au
moins une fois sont présentés dans le Tableau III-2. Les concentrations mesurées en phase
aqueuse restent très faibles sur les deux sites. En effet, les HAP sont des composés lipophiles
qui ont tendance à être piégés dans les sédiments.
De la même façon, des études au Canada (Despins et al., 2009), en Australie (Huston et al.,
2009) et en Grèce (Sazakli et al., 2007) n’ont pas permis de quantifier des HAP dans les eaux
ruisselées en aval de toitures, ou alors les concentrations étaient inférieures à 1 μg.L-1. Selon
certains auteurs (Förster, 1999; Brant and de Groot, 2001), la toiture terrasse du bâtiment
collectif était susceptible d’être une source de HAP dans les eaux de la cuve, mais les faibles
concentrations mesurées ne permettent pas de confirmer cette hypothèse.
Tableau III-2. HAP quantifiés dans les eaux ruisselées collectées dans les cuves des deux sites
Naphtalène
Fluoranthène
Phénanthrène
Benzo-1,2-perylène
Maison individuelle
Bâtiment collectif
Nombre de
Concentration
Nombre de
Concentration
-1
détection (n=14)
(μg.L-1)
détection (n=14)
(μg.L )
5
De 0,01 à 0,07
1
0,01
1
0,01
1
0,04
1
0,01
II.1.3.2 Pesticides et métabolites
Un screening de 405 molécules de type pesticides ou métabolites a été réalisé de façon
mensuelle sur des eaux prélevées dans les deux cuves de récupération des eaux de pluie.
La Figure III-4 présente le nombre de pesticides détecté ou quantifié dans les échantillons
pour les deux sites étudiés. La Figure III-5 énumère les différents pesticides qui ont été
détectés au moins une fois en fonction du site de prélèvement. Les concentrations des
pesticides les plus fréquemment quantifiés dans la cuve sont illustrées par la Figure III-6 pour
la maison individuelle en zone rurale et la Figure III-7 pour le bâtiment collectif en zone
semi-urbaine.
En ne considérant que le nombre de pesticides détectés, une plus grande diversité a été
observée en zone rurale par rapport à la zone périurbaine. Concernant la variation saisonnière
du nombre de pesticides détectés, les conclusions sont similaires pour les deux sites étudiés :
les échantillons qui ont conduit à l’identification du plus grand nombre de pesticides ont été
prélevés à la fin du printemps et en été sur les deux sites.
Concernant la nature des pesticides détectés dans la cuve de récupération des eaux de pluie,
les pesticides sont différents d’un site à l’autre. Si quatorze composés ont été détectés au
moins une fois sur chacun des sites, vingt n’ont été détectés que sur le premier site en zone
rurale et cinq ont exclusivement été retrouvés sur le deuxième site en zone périurbaine. Les
pesticides retrouvés sont majoritairement des herbicides, puis des fongicides et des
métabolites.
Sur le premier site, les pesticides les plus fréquemment détectés étaient le glyphosate (83 %),
DNOC (75 %), AMPA (58 %), métolachlore (R+S) (58 %), carbendazime (50 %), 2,4-MCPA
(50 %). Les concentrations les plus élevées ont été retrouvées pour le glyphosate (6 μg.L-1) et
- 72 -
des concentrations de plusieurs centaines de ng.L-1 ont été mesurées pour l’AMPA, le
métolachlore, le DNOC et le métaldéhyde suivant cet ordre.
Sur le deuxième site, les pesticides les plus fréquemment détectés qui apparaissaient au moins
une fois sur deux dans les échantillons sont le mecoprop (100 %) et le DNOC (75 %). Les
plus fortes concentrations ont été atteintes pour le mecoprop (4,8 μg.L-1). Plusieurs centaines
de ng.L-1 ont également été mesurées pour le DNOC, le métaldéhyde, le 2,4-MCPA et le
métolachlore.
25
Quantification
Quantification
Détection
Détection
Nombre de pesticides
20
15
10
5
Janv.
Fév.
Mars
HIVER
Avril
Mai
Juin
Juillet
PRINTEMPS
Août
Sept.
ETE
Oct.
Nov.
AUTOMNE
Périurbain
Rural
Périurbain
Rural
Périurbain
Rural
Périurbain
Rural
Périurbain
Rural
Périurbain
Rural
Périurbain
Rural
Périurbain
Rural
Périurbain
Rural
Périurbain
Rural
Périurbain
Rural
Périurbain
Rural
0
Dec.
HIVER
Figure III-4. Nombre de pesticides détectés ou quantifiés au cours de l’année de suivi dans les
deux cuves de récupération des eaux de pluie
Site 2
Site 1
Site rural
Site périurbain
Aclonifen
AMPA
Azoxystrobin
Benalaxyl
Boscalid
Carbaryl
Chlortoluron
Mecoprop
2,4-D
Dimetheamide
Metalaxyle
2,4-MCPA
Epoxyconazole
Metaldehyde
Acetochlor
Fenuron
Metolachlore
Carbendazime
Flurtamone
Spiroxamine
Dimetomorphe
Flurochloridone
Tebuconazole
DNOC
Flusilazole
Clormequat chlorure
Iprovalicarbe
Glyphosate
Terbutylazine desethyl
Isoproturon
Mychlobutanyl
Pendimethaline
Simazine 2 hydroxy
Hydroxyterbutylazine
Herbicide
Fongicide
Insecticide
Molluscicide
Diuron
Mepiquat
Metazachlore
Terbutylazine
Triclopyr
Métabolite
Figure III-5. Liste et nature des pesticides détectés au moins une fois en fonction du site de
prélèvement
- 73 -
μg.L-1
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
Glyphosate
AMPA
Metolachlore
DNOC
2,4-MCPA
Carbendazime
Dec.
Nov.
Oct.
Sept.
Août
Juillet
Juin
Mai
Avril
Mars
Fev.
Janv.
0,0
Figure III-6. Concentrations des pesticides les plus fréquemment quantifiés dans la cuve du
site 1 en zone rurale
-1
μg.L
5,0
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
Nov. Dec.
Janv. Fev.
Mars Avril
Mai
Juin Juillet
Août Sept.
Mecoprop
DNOC
Oct.
Figure III-7. Concentrations des pesticides les plus fréquemment quantifiés dans la cuve du
site 2 en zone périurbaine
- 74 -
II.2 Qualité microbiologique
Lorsqu’ils étaient disponibles pour les paramètres microbiologiques suivis lors de cette étude,
les critères de qualité des eaux brutes et des eaux destinées à la consommation humaine
(Arrêté du 11 janvier 2007) ainsi que les prescriptions minimales applicables aux eaux issues
du traitement d’épuration des eaux résiduaires urbaines pour l’irrigation de cultures ou
d’espaces verts (Arrêté du 2 août 2010) et les critères eaux de baignade de la nouvelle
directive européenne (Directive 2006/7/CE) ont été reportés dans le Tableau III-3 à titre
indicatif.
Tableau III-3. Critères de qualité microbiologiques exigés pour différents types d’eau
Paramètre
Unité
Eau
brute
Eau distribuée
Eau « reuse »
type A1
Germes
totaux à 22°C
et 37°C
Bactéries
coliformes
E. coli
Entérocoques
Eau de
baignade
excellente qualité
Pas de variation
dans un rapport de
10 par rapport à la
valeur habituelle
-
n/100mL
50
-
n/100mL
n/100mL
20
20
0
0
250
Abattement4 log
250
100
Les eaux brutes sont classées en trois catégories, selon l'intensité du procédé-type de traitement
nécessaire pour la potabilisation. Le type A1 correspond à une qualité bonne nécessitant un
traitement physique simple et une désinfection.
n/100mL désigne le nombre de microorganismes pour 100 mL.
Eau brute, eau distribuée (Arrêté du 11 janvier 2007) ; Eau « reuse » (Arrêté du 2 août 2010) ; Eau
de baignade (Directive 2006/7/CE)
- 75 -
II.2.1 Contamination microbiologique globale
La Figure III-8 et la Figure III-9 présentent les concentrations en microorganismes
revivifiables obtenues au cours de la campagne d’analyse sur les deux sites. Les
microorganismes revivifiables donnent une indication sur la flore totale présente dans les
échantillons. A l’observation des représentations sous forme de boîte à moustaches, il est clair
que la microbiologie des échantillons est très variable au cours de l’année. Les
microorganismes revivifiables à 22°C sont plus présents que ceux à 36°C ce qui est cohérent
avec les températures relevées dans les échantillons prélevés dans les cuves.
Microorganismes
revivifiables à 36°C
n=51, 100% de positif
10
100
Microorganismes
1 000
10 000
100 000
1 000 000
UFC/mL
Figure III-8. Concentrations en microorganismes revivifiables obtenues sur le site 1 - Boîtes à
moustaches avec échelle logarithmique
UFC=unité formant colonie
Microorganismes
Microorganismes
1
10
100
1 000
10 000
100 000
1 000 000
UFC/mL
- 76 -
La Figure III-10 et la Figure III-11 présentent les concentrations en bactéries coliformes
obtenues au cours de la campagne d’analyse sur les deux sites. Ces bactéries sont utilisées en
tant qu’indicateur d’efficacité de traitement et de charge bactérienne lors de la production
d’eau potable. Ce genre comprend des espèces d’origine fécale et des espèces d’origine
environnementale, dont certaines peuvent se multiplier dans les eaux. De nombreux
échantillons étaient illisibles du fait de la présence d’une flore interférente. Des valeurs
maximales de 10 000 UFC/100mL ont été atteintes. L’ordre de grandeur des valeurs médianes
sur les deux sites est de 100 UFC/100mL.
Pour situer ces valeurs, des valeurs maximales supérieures à 10 000 UFC/100mL ont déjà été
rencontrées dans des cuves de récupération d’eau de pluie (Simmons et al., 2001; Jordan et al.,
2008; Schets et al., 2010). Néanmoins, certaines études rapportent des concentrations en
bactéries coliformes toujours inférieures à 1 000 UFC/100mL (Evans et al., 2006; Sazakli et
al., 2007; Despins et al., 2009).
(13 échantillons illisibles ont été écartés)
1
10
100
1 000
10 000
UFC/100mL
Figure III-10. Concentrations en bactéries coliformes obtenues sur le site 1 - Boîte à moustache
avec échelle logarithmique
(11 échantillons illisbles ont été écartés)
1
10
100
1 000
10 000
UFC/100mL
avec échelle logarithmique
- 77 -
II.2.2 Contamination fécale
La Figure III-12 et la Figure III-13 présentent les concentrations en entérocoques et
Escherichia coli obtenues au cours de la campagne d’analyses sur les deux sites. Ces bactéries
sont indicatrices de contamination fécale et sont incapables de se multiplier dans les eaux. Les
entérocoques ont une plus grande capacité à survivre dans les eaux que les E. coli. Les eaux
stockées dans les cuves présentent très fréquemment une contamination fécale avec parfois
des concentrations importantes puisque supérieures à 100 voire 1 000 UFC/100mL.
Ces valeurs apparaissent élevées comparées à certaines études qui ont mesuré des
concentrations en E. coli de 0 à 250 UFC/100mL (Sazakli et al., 2007) et des concentrations
en entérocoques de 0 à 32 UFC/100mL (Sazakli et al., 2007) ou de 0 à 680 UFC/100mL
(Birks et al., 2004). Néanmoins, des intervalles de concentrations avec des amplitudes
similaires sont disponibles dans la littérature. Ainsi, des concentrations en E. coli de 4 à 990
UFC/100mL (Albrechtsen, 2002), de 0 à 16 000 UFC/100mL, ou de 0 à 10 000 UFC/100mL
(Schets et al., 2010) ont été rapportées dans des eaux de ruissellement de toiture. De la même
façon, des concentrations en entérocoques comprises entre <1 à 4 900 UFC/100mL (Simmons
et al., 2001) et entre 0 à 9 546 UFC/100mL (Schets et al., 2010) ont été retrouvées.
Entérocoques
Escherichia coli
1
n=53, 79 % de positif
10
100
1 000
10 000
UFC/100mL
Figure III-12. Concentrations en entérocoques et Escherichia coli obtenues sur le site 1 – Boîtes à
Entérocoques
Escherichia coli
0
1
1
0
10
UFC/100mL 0
1
000
10
000
Figure III-13. Concentrations en entérocoques et Escherischia coli obtenues sur le site 2 – Boîtes
à moustaches avec échelle logaritmique
- 78 -
II.2.3 Présence de pathogènes
II.2.3.1 Legionella pneumophila
La Figure III-14 et la Figure III-15 présentent les résultats obtenus par PCR pour les
Legionella species sur le premier et le deuxième site. Cette technique permet de dénombrer
toutes les légionelles qui ont un bagage génétique qu’elles soient cultivables ou non, peut-être
même mortes. Sur le premier site, des Legionella pneumophila ont été quantifiées une seule
fois par PCR fin janvier 2008 (13 000 UG/L). Sur le deuxième site, cette espèce pathogène a
été quantifiée à quatre reprises. Les résultats positifs en légionelles pathogènes sont présentés
dans le Tableau III-4.
La méthode par culture est la seule reconnue par les autorités sanitaires. Elle permet de
dénombrer les légionelles cultivables et peut donc sous-estimer le nombre. En fait, les
légionelles sont d’abord dénombrées toutes espèces confondues, puis sont identifiées parmi
elles, les pathogènes du genre pneumophila responsable de la plupart des légionelloses. Sur le
premier site, cette méthode n’a donné lieu qu’à un seul échantillon positif en mars 2009. Une
concentration en légionelles de 700 UFC/L a été quantifiée ce jour-là et les légionelles en
question étaient de l’espèce pathogène Legionella pneumophila. Sur le deuxième site, des
Legionella pneumophila ont été quantifiées à quatre reprises par culture (Tableau III-4).
L’organisation mondiale de la santé considère qu’il n’y pas de risque en dessous de 1 000
UFC/L, mais préconise d’abaisser ce seuil à 250 UFC/L dans le cas d’une population fragile.
Legionella spp
250 000
1 500 000
2 750 000
4 000 000
5 250 000
6 500 000
UG/L
Figure III-14. Concentrations en Legionella species obtenues par PCR sur le site 1 – Boîtes à
UG=unité génomique
Legionella spp
10 000
100 000
1 000 000
10 000 000
100 000 000
UG/L
Figure III-15. Concentrations en Legionella species obtenues par PCR sur le site 2 – Boîtes à
UG=unité génomique
- 79 -
Tableau III-4. Quantification de Legionella pneumophila dans la cuve du site 2
Date du prélèvement
25/11/09
27/01/10
24/02/10
24/03/10
02/08/10
Culture
UFC/L
1 000
4 100
1 000
700
<25 000
PCR
UG/L
9 300
4 700
10 000
<3 300
12 000
II.2.3.2 Aeromonas et Pseudomonas aeruginosa
La Figure III-16 et la Figure III-17 présentent les concentrations en Pseudomonas aeruginosa
et en Aeromonas obtenues au cours de la campagne d’analyses sur les deux sites. Les
Aeromonas sont des bactéries retrouvées dans les eaux douces, les égouts, les sédiments. Elles
sont présentes chez les oiseaux et les reptiles. Si elles sont ingérées, elles sont responsables de
gastro-entérites. Pseudomonas aeruginosa est un germe ubiquitaire vivant dans les sols et les
milieux humides. Il est résistant à de nombreux antiseptiques, et peut-être responsable
d’infections nosocomiales.
Pour ces deux paramètres, les valeurs médianes des deux sites sont plus faibles que les valeurs
moyennes, du fait de nombreuses valeurs exceptionnelles supérieures à 1 000 n/100mL. Les
prélèvements positifs sont plus nombreux sur le deuxième site où les eaux sont collectées en
aval d’une toiture terrasse bitumée.
Sur les deux sites, les pourcentages de positifs sont élevées par rapport à ceux disponibles
dans la littérature, souvent inférieurs à 20 % (Simmons et al., 2001; Albrechtsen, 2002; May
and Prado, 2006; Sazakli et al., 2007). Des intervalles de concentrations en Aeromonas
similaires à ceux de cette étude ont été récemment mesurés aux Pays-Bas (Schets et al.,
2010) : 7 - 3 182 n/100mL pour l’une des cuves étudiées et 18 - 85 000 n/100mL pour l’autre.
Concernant Pseudomonas aeruginosa, les études disponibles rapportent aussi bien une
absence de détection (Sazakli et al., 2007), qu’une concentration moyenne faible de 4±16
n/100mL (May and Prado, 2006) ou un pic à 30 n/mL (Albrechtsen, 2002).
II.2.3.3 Cryptosporidium et Giardia
Concernant les parasites, sur les 14 analyses effectuées à raison d’une par mois, aucun
oocyste de Cryptosporidium n’a été identifié et un seul prélèvement a été positif pour les
kystes de Giardia sur le premier site. Un kyste a en effet été mis en évidence dans un des
échantillons de 20 L, ce qui correspond à une concentration de 0,005 kyste/L. Concernant le
deuxième site, sur les 13 analyses mensuelles, aucun kyste de Giardia n’a été identifié et un
oocyste de Cryptosporidium a été mis en évidence, ce qui correspond à une concentration de
0,005 oocyste/L.
Pour ces deux parasites, des fréquences de positifs similaires ont été trouvées dans la
littérature (Simmons et al., 2001; Schets et al., 2010). Une présence plus fréquente (6 sur 17)
et plus importante (50 oocyst/L) en Cryptosporidium a également été mésurée dans des cuves
lors d’une étude aux Pays-Bas (Albrechtsen, 2002).
- 80 -
Pseudomonas
aeruginosa
Aeromonas
0
1 000
2 000
3 000
4 000
5 000
6 000
7 000
8 000
9 000
10 000
11 000
n/100mL
Figure III-16. Concentrations en Pseudomonas aeruginosa et Aeromonas obtenues sur le site 1 –
Boîtes à moustaches
n/100mL=nombre de microorganismes dans 100 mL
Pseudomonas
aeruginosa
Aeromonas
0
1 000
2 000
3 000
4 000
5 000
6 000
7 000
8 000
9 000
10 000
n/100mL
Figure III-17. Concentrations en Pseudomonas aeruginosa et Aeromonas obtenues sur le site 2 –
Boîtes à moustaches
n/100mL=nombre de microorganismes dans 100 mL
- 81 -
II.2.4 Influence de la saisonnalité
D’un point de vue microbiologique, la qualité des eaux de pluie stockées en cuve est aléatoire
et dépasse largement les limites de potabilité. Les limites données pour une eau de baignade
de bonne qualité sont également souvent dépassées parfois même largement. En fait, la
variabilité de la qualité microbiologique semble liée à une saisonnalité. Les concentrations en
microorganismes en fonction des saisons sont présentées sous forme de boîtes à moustaches
avec une échelle logarithmique de la Figure III-18 à la Figure III-21.
Sur les deux sites, une dégradation de la qualité microbiologique globale est visible en été
comme en témoignent les concentrations en microorganismes revivifiables (Figure III-18) et
en bactéries coliformes (Figure III-19). Cette dégradation n’est pas liée à une augmentation de
la contamination fécale. Les valeurs médianes concernant les entérocoques et les E.Coli sont,
en effet, plus élevées en automne (Figure III-20). D’autres études ont rapporté une moins
bonne qualité des eaux stockées en été par rapport à l’hiver (Jordan et al., 2008; Despins et al.,
2009).
Les résultats du dénombrement des légionelles par PCR sont peu variables au cours des
saisons sur le premier site. Par contre, des valeurs plus importantes ont été trouvées en
automne sur le deuxième site (Figure III-19).
L’impact des saisons sur la présence et les concentrations en Aeromonas et Pseudomonas
aeruginosa est moins probant, d’autant plus que le nombre de valeurs disponible est plus
faible que pour les autres paramètres.
- 82 -
Site 2
Site 1
Automne (n=13)
Automne (n=12)
Eté (n=12)
Eté (n=14)
Printemps (n=13)
Printemps (n=13)
Hiver (n=14)
10
100
1 000
10 000
Hiver (n=12)
100 000
1 000 000
10
100
Microorganismes revivifiables à 22 °C (UFC/mL)
1 000
10 000
100 000
Automne (n=13)
Automne (n=12)
Eté (n=12)
Eté (n=14)
Printemps (n=13)
Printemps (n=13)
Hiver (n=13)
10
100
1 000
10 000
1 000 000
Microorganismes revivifiables à 22°C (UFC/mL)
Hiver (n=11)
100 000
1 000 000
10
100
1 000
10 000
100 000
1 000 000
Figure III-18. Saisonnalité des concentrations en microorganismes revivifiables sur les deux sites– Boîtes à moustaches avec échelle logarithmique
- 83 -
Site 2
Site 1
Automne (n=11)
Automne (n=11)
Eté (n=10)
Eté (n=7)
Printemps (n=6)
Printemps (n=10)
Hiver (n=10)
Hiver (n=13)
0
1
10
100
1 000
10 000 0
1
Bactéries coliformes (UFC/100mL)
10
100
Automne (n=4)
Eté (n=3)
Eté (n=3)
Printemps (n=4)
Printemps (n=4)
Hiver (n=3)
Hiver (n=7)
1 000
10 000
100 000
1 000 000
10 000
Automne (n=3)
100
1 000
10 000 000
100 000 000
100
1 000
10 000
100 000
1 000 000
10 000 000
100 000 000
Legionella spp (UG/L)
Legionella spp (UG/L)
Figure III-19. Saisonnalité des concentrations en bactéries coliformes et Legionella species (PCR) sur les deux sites– Boîtes à moustaches avec échelle
logarithmique
- 84 -
Site 1
Site 2
,
Automne (n=12)
Automne (n=13)
Eté (n=12)
Eté (n= 14 )
Printemps (n=12)
Printemps (n=13)
Hiver (n=11)
Hiver (n=15)
0
1
10
100
1 000
10 000 0
1
Escherichia coli (UFC/100mL)
10
100
1 000
Automne (n=13)
Automne (n=12)
Eté (n=12)
Eté (n=14)
Printemps (n=13)
Printemps (n=13)
Hiver (n=16)
0
1
10
100
10 000
Escherichia coli (UFC/100mL)
Hiver (n=11)
1 000
10 000 0
Entérocoques (UFC/100mL)
1
10
100
1 000
10 000
Figure III-20. Saisonnalité des concentrations en Escherichia coli et entérocoques sur les deux sites– Boîtes à moustaches avec échelle logarithmique
- 85 -
Site 1
Site 2
Automne (n=5)
Automne (n=5)
Eté (n=6)
Eté (n=3)
Printemps (n=6)
Printemps (n=7)
Hiver (n=8)
Hiver (n=10)
0
1
10
100
1 000
10 000
0
1
Aeromonas (UFC/100mL)
Automne (n=3)
10
100
1 000
10 000
Automne (n=3)
Eté (n=3)
Eté (n=3)
Printemps (n=4)
Printemps (n=4)
Hiver (n=3)
Hiver (n=7)
0
1
10
100
1 000
10 000
100 000 0
1
10
100
1 000
Pseudomonas Aeruginosa (UFC/100mL)
Pseudomonas Aeruginosa (UFC/100mL)
Figure III-21. Saisonnalité des concentrations en Aeromonas et Pseudomonas aeruginosa sur les deux sites– Boîtes à moustaches avec échelle
logarithmique
- 86 -
10 000
III ETUDE DES CORRELATIONS PAR ANALYSES MULTIVARIEES
Des analyses multivariées ont été mises en œuvre pour faciliter l’interprétation du grand
nombre de résultats disponibles. Les deux techniques utilisées sont l’analyse en composantes
principales (ACP) et la classification ascendante hiérarchique (CAH).
III.1 Analyses hebdomadaires
III.1.1 Maison individuelle en zone rurale avec toiture en tuiles
Pour la construction de la matrice de données, seuls les paramètres analysés de façon
hebdomadaire ont été retenus et les prélèvements pour lesquels certains résultats étaient
manquants ou inexploitables ont été écartés. Ainsi, la matrice construite comprend 50
colonnes représentant les différents prélèvements et 22 lignes correspondant aux paramètres
analysés. Les prélèvements ont été identifiés en fonction des saisons : 8 prélèvements ont été
réalisés en hiver 2009, 12 au printemps 2010, 12 en été 2010, 14 en automne 2010 et enfin 4
lors de l’hiver 2010. Les valeurs de cette matrice ont été centrées et réduites.
III.1.1.1
Résultats
III.1.1.1.1 Corrélations entre les paramètres
En ACP, le nombre de composantes principales est égal au nombre de variables descriptives
(paramètres). Ces composantes principales, issues d’une combinaison linéaire des paramètres
initiaux, sont classées par ordre décroissant de variance expliquée. Ainsi, la plus grande partie
de l’inertie totale du nuage de points étudiés peut être représentée à l’aide des premières
composantes principales. Parmi les 22 composantes principales, la première (F1) explique
28,5 % de la variance totale, la deuxième (F2) 20,4 % et la troisième (F3) 11,1 %. Ainsi, les
trois premières composantes permettent d’expliquer 60 % de la variance totale du jeu de
données. Le passage de 22 à 3 dimensions, soit une réduction de 86 %, s’accompagne donc
d’une perte de 40 % de l’information initiale. La Figure III-22 et la Figure III-23 présentent
les cercles des corrélations pour le plan défini par les axes F1 et F2 et le plan défini par les
axes F1 et F3. Une variable est d’autant mieux représentée par un axe qu’elle est proche du
bord du cercle.
Les variables qui contribuent le plus à la première composante principale sont le pH, la
conductivité, la dureté, la concentration en calcium et celle en potassium. Ainsi, le premier
axe peut être interprété comme la composante ionique.
La deuxième composante principale est essentiellement liée à la charge organique. Les
paramètres les plus significatifs sont en effet la température, le COT, et les concentrations en
ions ammonium et phosphate.
La troisième composante principale représente la contamination fécale via les concentrations
en entérocoques et en E. coli. Or, E. coli et entérocoques étaient généralement présents
simultanément dans les échantillons, les concentrations en entérocoques étant supérieures. En
effet, les entérocoques, tout comme les E. coli, sont incapables de se reproduire dans l’eau,
mais les entérocoques ont une plus grande capacité à survivre.
- 87 -
Variables (axes F1 et F2 : 48,87 %)
1
Température
NH4
+
COT
3-
PO4
0,75
FT 36°C
Turbidité
Couleur
FT 22°C
0,5
2+
Mg
F2 (20,40 %)
0,25
SO42-
TAC
NO3-
0
Cl- +
Na
Entérocoques
-0,25
Escherichia Coli
K+
Conductimétrie
Dureté
2+
Ca
pH
TA
-0,5
-0,75
-1
-1
-0,75
-0,5
-0,25
0
0,25
0,5
0,75
1
F1 (28,47 %)
Figure III-22. ACP sur la matrice de données issue du suivi hebdomadaire de la qualité de l’eau
dans la cuve du site 1 - Cercle des corrélations selon les axes F1 et F2
→ Une variable est d’autant mieux représentée qu’elle est proche du bord du cercle.
1
Escherichia Coli
Entérocoques
0,75
FT22°C
0,5
F3 (11,13 %)
FT36°C
0,25
Température
TA
pH
Turbidité TAC
NH4+
Dureté +
K 2+
Ca
Conductimétrie
COT
Couleur
0
PO43+
-0,25
2+
Mg
Na
Cl-
2-
-0,5
NO3-
SO4
-0,75
-1
-1
-0,75
-0,5
-0,25
0
0,25
0,5
0,75
1
F1 (28,47 %)
→ Une variable est d’autant mieux représentée qu’elle est proche du bord du cercle.
- 88 -
Pour confirmer les corrélations entre les paramètres, une CAH a été effectuée à partir du jeu
de données initial. La recherche de cluster parmi les variables est en effet une façon
complémentaire d’étudier la structure latente de la matrice de données et permet de comparer
les résultats obtenus avec ceux fournis par l’ACP. L’application de la CAH a conduit à un
dendrogramme présenté sur la Figure III-24. Trois clusters ont été identifiés. Le premier
cluster correspond à la première composante principale F1 de l’ACP. Le niveau de
dissimilarité entre les deux autres clusters justifie qu’ils apparaissent selon deux composantes
principales différentes en ACP. Les résultats obtenus par ACP et CAH sont donc en accord.
250
Dissimilarité
200
F1
150
F2
F3
100
50
3-
PO4
Température
Couleur
+
NH4
COT
Turbidité
FT 36°C
FT 22°C
Entérocoques
E. Coli
TAC
TA
+
K
2+
Ca
Conductimétrie
Dureté
pH
+
Na
-
Cl
2-
SO4
Mg2+
NO3-
0
Figure III-24. CAH sur la matrice de données issue du suivi hebdomadaire de la qualité de l’eau
dans la cuve du site 1 – Méthode de Ward – Dendrogramme des variables
→ Les clusters identifiés par la CAH correspondent aux composantes principales F1, F2 et F3 issues
de l’ACP.
III.1.1.1.2 Qualité des prélèvements hebdomadaires au cours des saisons
Pour évaluer l’influence de la saison de prélèvement sur la qualité de l’eau stockée en cuve,
les différents prélèvements ont été représentés dans le plan formé par les deux premières
composantes principales F1 et F2 sur la Figure III-25 et dans le plan formé par les
composantes F1 et F3 sur la Figure III-26. La Figure III-27 est une représentation des
différents prélèvements dans le repère des trois composantes principales F1, F2 et F3. Elle
illustre la variabilité observée durant l’année de suivi de la qualité des eaux de pluie stockées
dans la cuve.
- 89 -
Observations (axes F1 et F2 : 48,87 %)
6
E
E
4
E E
E
E
E
F2 (20,40 %)
2
E
P
E
E
PPP E E A
A AA
AP
P
P
PP
HHA A
P
A
A HAH
A
0
-2
A
A
P
H
H
P
H
H
H
H
H
H
A
-4
-6
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
F1 (28,47 %)
dans la cuve du site 1 - Représentation des prélèvements selon les axes F1 et F2
→ E=été ; A=automne ; H=hiver ; P=printemps
→ La taille des points est proportionnelle à la valeur du cosinus carré correspondante. Les points en
rouge correspondent à des valeurs de cosinus carré supérieures à 0,7.
→ Deux groupes de prélèvements sont différentiables du nuage central.
8
A
6
F3 (11,13 %)
4
H
E
2
H
A
P
0
-2
E
E
P
E
H
P PA
P
PAEP
A
H EE A
P
AAA H
A A
H
A
P A
E
E E
H
H
E E
H
P H
H
PP
AH
-4
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
F1 (28,47 %)
→ E=été ; A=autonome ; H=hiver ; P=printemps
- 90 -
Printemps
Hiver
Eté
Automne
dans la cuve du site 1 - Représentation des prélèvements dans le repère défini par F1, F2 et F3
→ F1=composante ionique, F2=contamination bactériologique, F3 = contamination fécale
III.1.1.2
Interprétations
III.1.1.2.1 Influence d’un événement météorologique exceptionnel sur la composition ionique
L’ACP montre que les prélèvements effectués après le 20 janvier 2009 (hiver) sont déplacés
selon l’axe F1 et sont donc différentiables du nuage de point central (Figure III-25). Ces
prélèvements ont été réalisés après une tempête survenue dans la région en janvier 2009,
laquelle a fortement impacté la composition ionique des eaux stockées dans la cuve.
L’évolution du pH au cours de l’année est présentée sur la Figure III-28. Globalement, le pH
des eaux stockées dans la cuve est resté compris entre 5,6 et 6,9. A titre comparatif, la
littérature en Europe fourni les intervalles de pH suivants : 6,0-8,4 (Villarreal and Dixon,
2005) , 7,6-8,8 (Sazakli et al., 2007) et 5,8-8,4 (Schriewer et al., 2008). Des valeurs basiques
ont néanmoins été observées suite à la tempête. La valeur maximale de 10,4 a été mesurée
juste après la tempête et le pH est resté élevé cinq semaines consécutives avant de redevenir
acide. Cette période correspond au temps nécessaire pour que le renouvellement des eaux de
la cuve ait lieu. De plus, les concentrations en ions calcium mesurées durant cette période sont
comprises entre 14 et 19 mg.L-1 contre des valeurs de l’ordre de 5 mg.L-1 le reste de l’année.
Parallèlement, une augmentation du titre alcalimétrique et du titre alcalimétrique complet a
été enregistrée. La mise en suspension dans l’atmosphère de CaCO3 issu de l’érosion est
visiblement à l’origine des pluies à pH basique (Melidis et al., 2007).
- 91 -
eau stockée en cuve
12,0
11,0
10,0
9
9,0
8,0
pH
7,0
6,5
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
06/01/09
13/01/09
20/01/09
27/01/09
03/02/09
10/02/09
17/02/09
24/02/09
03/03/09
10/03/09
17/03/09
24/03/09
31/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
12/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
07/07/09
14/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
22/12/09
29/12/09
05/01/10
12/01/10
19/01/10
26/01/10
0,0
Figure III-28. pH des eaux de la cuve du site 1 en fonction du temps
III.1.1.2.2 Particularité de l’été
Les prélèvements effectués en été sont regroupés en haut de l’axe F2 (Figure III-25). Les eaux
stockées dans la cuve correspondantes sont caractérisées par des températures, des valeurs de
carbone organique total et des concentrations en ions ammonium et phosphate plus élevées
que le reste de l’année (Tableau III-5). Les concentrations en microorganismes revivifiables
indicateurs de la contamination microbiologique globale sont également supérieures. Cette
dégradation de la qualité microbiologique des eaux stockées en été peut s’expliquer par des
conditions de température plus propices au développement de microorganismes associées à un
renouvellement moins fréquent de l’eau dans la cuve (Sazakli et al., 2007; Despins et al.,
2009). L’amplitude de l’intervalle de température des eaux stockées dans la cuve est moins
importante que celui relatif à la température ambiante au moment des prélèvements (Tableau
III-6). La cuve enterrée permet donc d’aplanir les pics de température, néanmoins les
variations saisonnières subsistent.
Tableau III-5. Particularités des eaux stockées dans la cuve du site 1 en été
Température
COT
NH4+
PO43-
Minimum
19,0
0,5
0,6
0,0
Eté (n=13)
Maximum
22,4
5,1
1,7
0,4
Moyenne
21,1
3,4
1,4
0,3
Reste de l’année (n=42)
Minimum
Maximum Moyenne
10,7
20,5
16,2
0,8
3,6
1,9
0,0
1,5
0,3
0,0
0,5
0,2
Tableau III-6. Température des échantillons et température ambiante au moment des
prélèvements
Température
Echantillon
Ambiante
Minimum
Maximum
Moyenne
Médiane
Ecart-type
10,7
0,5
31,4
25,1
18,1
14,8
18,0
16,3
4,1
6,8
- 92 -
III.1.1.2.3 Influence de la pluviométrie sur la contamination fécale
Les concentrations en entérocoques et E. coli, indicateurs de contamination fécale,
apparaissent fortement corrélées. Un prélèvement réalisé en automne est particulièrement
éloigné sur l’axe F3 (Figure III-26). Les concentrations correspondantes sont de 10 000
UFC/100mL en E. coli et de 5 500 UFC/100mL en entérocoques. Or, ce prélèvement est
également caractérisé par une pluviométrie importante de 39 mm (Figure III-29). Une
nouvelle ACP intégrant le paramètre pluviométrie journalière a été réalisée sur une matrice
construite à partir des 43 prélèvements de mars 2009 à Février 2010. Le paramètre
pluviométrie journalière contribue alors fortement à la troisième composante principale. Le
coefficient de Pearson (coefficient de régression linéaire) est de 0,798 (R2=0,637) pour E. coli
vs pluviométrie et 0,841 (R2=0,707) pour entérocoques vs pluviométrie. Ces corrélations sont
néanmoins fortement influencées par l’événement particulier de mars 2009. Les résultats ont
été confirmés par CAH : la pluviométrie journalière apparait alors dans le même cluster que
les deux indicateurs de pollution d’origine fécale. Ainsi, les fortes pluies ont lessivé les
déjections animales présentes sur la toiture. Lors d’une campagne de prélèvement
bihebdomadaire sur deux cuves de récupération des eaux de pluie aux Pays-Bas une
corrélation entre concentrations en E. coli et entérocoques et intensité de la pluie a été mise en
évidence (Mendez et al., 2011). Au regard des résultats obtenus, un système de first-flush est
susceptible d’améliorer la qualité des eaux collectées en terme de contamination fécale tout au
moins, mais ceci aux dépens du rendement volumique de l’installation puisque les premiers
millimètres de pluie seront perdus.
40
10 000
9 000
Pluviométrie
Escherichia Coli
Entérocoques
8 000
7 000
35
30
25
6 000
20
5 000
15
4 000
3 000
10
2 000
5
1 000
0
03/03/09
10/03/09
24/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
15/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
21/12/09
05/01/10
13/01/10
19/01/10
26/01/10
0
Figure III-29. Pluviométries journalière sur le site 1 et concentrations en entérocoques et E. coli
dans la cuve
- 93 -
Pluviométrie (mm)
Indicateurs de contamination fécale (UFC/100mL)
11 000
III.1.2 Bâtiment collectif en zone périurbaine avec toiture terrasse bitumée
Pour la construction de la matrice de données, seuls les paramètres analysés de façon
hebdomadaire ont été retenus et les prélèvements pour lesquels certains résultats étaient
manquants ou inexploitables ont été écartés. Ainsi, la matrice construite comprend 44
colonnes représentant les différents prélèvements et 19 lignes correspondant aux paramètres
analysés. Les prélèvements ont été identifiés en fonction des saisons : 7 prélèvements ont été
réalisés en automne 2009, 10 en hiver 2010, 11 au printemps 2010, 11 en été 2010 et enfin 5
lors de l’automne 2010. Les valeurs de cette matrice ont été centrées et réduites.
III.1.2.1
Résultats
III.1.2.1.1 Corrélations entre les paramètres
Parmi les 19 composantes principales, la première (F1) explique 51,11 % de la variance totale,
la deuxième (F2) 11,49 %. Ainsi, les deux premières composantes permettent d’expliquer
63 % de la variance totale du jeu de données. Le passage de 19 à 2 dimensions, soit une
réduction de 89 %, s’accompagne donc d’une perte de 37 % de l’information initiale. La
Figure III-22 présente le cercle des corrélations pour le plan défini par les axes F1 et F2. Une
variable est d’autant mieux représentée par un axe qu’elle est proche du bord du cercle.
La plupart des variables contribuent à la première composante principale. Le pH est corrélé
négativement avec tous ces paramètres.
La deuxième composante principale représente la contamination fécale via les concentrations
en entérocoques et en E. coli.
Pour confirmer les corrélations entre les paramètres, une CAH a été effectuée à partir du jeu
de données initial. L’application de la CAH a conduit à un dendrogramme présenté sur la
Figure III-31 et sur lequel sont identifiés trois clusters. Le premier correspond à la deuxième
composante principale F2 de l’ACP. Le pH qui était situé sur la partie négative de l'axe F1 est
également compris dans ce cluster. La première composante principale correspond à deux
clusters. Le premier regroupe les microorganismes revivifiables et la température tandis que
les autres paramètres physico-chimiques sont rassemblés dans le dernier cluster.
- 94 -
1
Escherichia Coli
0,75
Entérocoques
NO3-
0,5
FT 36°C
F2 (11,49 %)
FT22°C
0,25
Température
2SO4
pH
Dureté
0
Turbidité
COT
Couleur
2+
+
NH4
-0,25
Ca
Conductimétrie
K+2+
+
Mg
Na Cl
-0,5
-0,75
-1
-1
-0,75
-0,5
-0,25
0
0,25
0,5
0,75
1
F1 (51,11 %)
Figure III-30. ACP sur la matrice de données issues du suivi hebdomadaire de la qualité de l’eau
→ Une variable est d’autant mieux représentée qu’elle est proche du bord du cercle
200
180
160
Dissimilarité
140
120
100
80
60
40
Turbidité
Couleur
COT
2+
Ca
2+
Mg
Dureté
+
K
-
Cl
+
Na
+
NH4
2-
SO4
FT 36°C
FT 22°C
Température
Entérocoques
E. Coli
-
NO3
pH
0
Conductimétrie
20
dans la cuve du site 2 – Méthode de Ward – Dendrogramme des variables
- 95 -
III.1.2.1.2 Qualité des prélèvements hebdomadaires au cours des saisons
Pour évaluer l’influence de la saison de prélèvement sur la qualité de l’eau stockée en cuve,
les différents prélèvements ont été représentés dans le plan formé par les deux premières
composantes principales F1 et F2 sur la Figure III-32.
10
E
A
F2 (11,49 %)
5
A
A
0
A P
A
A P E
EP
E
A
A
HPA P
H E
H PA
HHA AH
HHH
H P
P
E
E
E
E
P
PP
E
E
E
E
-5
-10
-5
0
5
10
15
F1 (51,11 %)
→ E=été ; A=automne ; H=hiver ; P=printemps
III.1.2.2
Interprétations
III.1.2.2.1 Particularité de la période estivale
Les prélèvements réalisés en été sont globalement bien représentés dans le plan défini par les
deux premières composantes principales. Les points correspondants sont déplacés selon l’axe
F1 (Figure III-32) et sont différentiables du reste du nuage. Plus précisément la période qui
s’étend de mi-juillet à mi-octobre s’est révélée particulière. Dans la Tableau III-7, les valeurs
obtenues sur cette période pour plusieurs paramètres physico-chimiques sont comparées aux
valeurs obtenues durant le reste de l’année.
- 96 -
Tableau III-7. Particularités des eaux stockées dans la cuve du site 2 de mi-juillet à mi-octobre
n
pH
Température
Couleur
Turbidité
DCO
Nt
Pt
DBO5
COT
14
14
13
14
3
3
2
3
14
De mi-juillet à mi-octobre
Minimum Maximum Moyenne
4,1
16,9
2,5
1,4
33,0
2,0
0,1
10,0
2,3
6,2
24,5
210,0
12,1
600,0
6,1
0,3
330,0
160,0
4,8
21,5
95,8
6,7
314,3
3,5
0,2
130,0
53,9
n
38
38
37
38
10
6
2
11
38
Le reste de l’année
Minimum Maximum
5,5
17,4
2,5
1,1
15,0
0,0
0,1
1,5
1,0
6,6
25,6
75,0
6,3
32,0
3,5
0,4
3,0
15,0
Moyenne
6,1
22,0
27,0
2,3
16,7
0,9
0,3
1,7
5,2
Les valeurs des paramètres physico-chimiques caractérisant les eaux stockées dans la cuve de mijuillet à mi-octobre sont de l’ordre de grandeur de celles rencontrées dans des eaux usées.
L’évolution du pH au cours de l’année est représentée sur la Figure III-33. Globalement les
eaux stockées dans la cuve présente un pH légèrement acide avec une valeur moyenne de 6,1.
La période estivale s’accompagne d’une diminution du pH qui devient alors voisin de 4,8.
Dans une étude sur les eaux météorites à Mexico, une forte corrélation entre H+ et NO3-, et
avec SO42- dans une moindre mesure, a été mise en évidence, la source de ces ions était
anthropogénique (Baez et al., 2007). Or, dans notre étude, la diminution de pH n’est pas
corrélée à une augmentation des concentrations en ions nitrate et sulfate.
Parallèlement, une importante augmentation des concentrations en carbone organique total est
observable de fin juillet à mi-octobre (Figure III-34). Cette période coïncide avec la saison des
pollens d’herbacées. Dans une étude en Allemagne, les valeurs maximales de carbone
organique total coïncidait également avec la production de pollen par les fleurs (Schriewer et
al., 2008). D’importantes valeurs de couleur et de turbidité ont également été enregistrées à la
même période.
Durant la période estivale, l’utilisation de l’eau stockée en cuve a été modérée du fait du
ralentissement de l’activité de l’établissement. Les températures ambiantes étaient élevées et
les pluviométries peu abondantes réparties sous forme d’orages violents. La présence
importante de pollen a notamment entrainé une augmentation du carbone organique total. Une
contamination importante du système par un biofim a été constatée. Les conditions étaient
donc propices au développement des microorganismes. Or, le formaldéhyde est produit
naturellement lors du métabolisme intermédiaire de la plupart des organismes vivants :
microorganismes, animaux et plantes (AFSSA, 2004). L’acidification du milieu est donc sans
aucun doute une conséquence de l’intense activité microbiologique (Figure III-33).
- 97 -
04/11/09
11/11/09
18/11/09
25/11/09
02/12/09
09/12/09
16/12/09
23/12/09
30/12/09
06/01/10
13/01/10
20/01/10
27/01/10
03/02/10
10/02/10
17/02/10
24/02/10
03/03/10
10/03/10
17/03/10
24/03/10
31/03/10
07/04/10
14/04/10
21/04/10
28/04/10
05/05/10
12/05/10
19/05/10
26/05/10
02/06/10
09/06/10
16/06/10
23/06/10
30/06/10
07/07/10
14/07/10
21/07/10
28/07/10
04/08/10
11/08/10
18/08/10
25/08/10
01/09/10
08/09/10
15/09/10
22/09/10
29/09/10
06/10/10
13/10/10
20/10/10
27/10/10
03/11/10
-1
COT (mg.L )
04/11/09
11/11/09
18/11/09
25/11/09
02/12/09
09/12/09
16/12/09
23/12/09
30/12/09
06/01/10
13/01/10
20/01/10
27/01/10
03/02/10
10/02/10
17/02/10
24/02/10
03/03/10
10/03/10
17/03/10
24/03/10
31/03/10
07/04/10
14/04/10
21/04/10
28/04/10
05/05/10
12/05/10
19/05/10
26/05/10
02/06/10
09/06/10
16/06/10
23/06/10
30/06/10
07/07/10
14/07/10
21/07/10
28/07/10
04/08/10
11/08/10
18/08/10
25/08/10
01/09/10
08/09/10
15/09/10
22/09/10
29/09/10
06/10/10
13/10/10
20/10/10
27/10/10
03/11/10
pH
10
35
9
30
8
7
6,5
6
25
20
5
4
15
3
10
2
5
0
- 98 -
-1
12
Concentration en formaldéhyde (μg.L )
pH
formaldéhyde
40
11
1
0
Figure III-33. Evolution du pH et de la concentration en formaldéhyde des eaux de la cuve du
site 2
Les références de pH pour l’eau potable figurent en rouge.
eau stockée dans la cuve
200
175
150
125
100
75
50
25
2
0
Figure III-34. Evolution de la concentration en carbone organique total des eaux de la cuve du
site 2
III.1.2.2.2 Influence de la pluviométrie sur la contamination fécale
Les concentrations en entérocoques et E. coli, indicateurs de contamination fécale,
apparaissent fortement corrélées. La période estivale ne s’est pas accompagnée d’une
augmentation notoire de la contamination par les entérocoques ou E. coli. Seul un pic de
contamination fécale a été observé suite à un orage début août (Figure III-35). Une nouvelle
ACP intégrant le paramètre pluviométrie journalière a été réalisée. La plus forte contribution
du paramètre pluviométrie journalière est alors liée à la deuxième composante principale qui
représente la contamination fécale. Les résultats ont été confirmés par CAH : la pluviométrie
journalière apparait alors dans le même cluster que les deux indicateurs de pollution d’origine
fécale. En fait, l’ensemencement des eaux de la cuve en E. coli et entérocoques semble bien
résulter d’un décrochage des déjections animales lors d’évènement pluvieux de fortes
intensités.
50
8 000
45
Pluviométrie
Escherichia Coli
Entérocoques
7 000
40
30
5 000
25
4 000
20
3 000
pluviométrie (mm)
35
6 000
15
2 000
10
1 000
5
0
0
04/11/09
12/11/09
18/11/09
25/11/09
02/12/09
09/12/09
16/12/09
21/12/09
06/01/10
13/01/10
27/01/10
03/02/10
10/02/10
17/02/10
24/02/10
03/03/10
10/03/10
24/03/10
31/03/10
07/04/10
14/04/10
21/04/10
27/04/10
18/05/10
26/05/10
02/06/10
09/06/10
16/06/10
23/06/10
30/06/10
07/07/10
15/07/10
21/07/10
28/07/10
02/08/10
12/08/10
18/08/10
01/09/10
08/09/10
14/09/10
22/09/10
29/09/10
13/10/10
20/10/10
27/10/10
03/11/10
Indicteurs de contamination fécale (UFC/100mL)
9 000
dans la cuve
III.2 Analyses mensuelles
III.2.1 Contamination par les pesticides
Une détermination des pesticides (405 composés) a été réalisée de façon mensuelle dans les
eaux des deux cuves étudiées. Les résultats en termes de concentrations sont présentés au
paragraphe II.1.3.2.
Une analyse en composantes principales a été conduite pour aider à l’interprétation des
résultats. Les résultats inférieurs à la limite de quantification ont été pris égaux à la moitié de
cette valeur et les résultats inférieurs à la limite de détection ont été pris égaux à zéro.
Les cercles des corrélations sont fournis : graphiquement une variable est d’autant mieux
représentée par une composante qu’elle est proche du bord du cercle. Les différentes dates de
prélèvements ont également été représentées dans le plan F1-F2 de façon à illustrer
- 99 -
l’influence de la saison de prélèvement sur la nature des pesticides retrouvés. La Figure III-36
et la Figure III-37 présentent ces résultats respectivement pour le premier site en zone rurale
et le deuxième site en zone périurbaine.
Concernant le premier site localisé en zone rurale, la nature des pesticides détectés est en
accord avec les pratiques culturales de la région. Trois groupes principaux ont pu être mis en
évidence (Figure III-36). Tout d’abord, la présence concomitante de certains pesticides peut
être attribuée à la proximité de vignobles. Ainsi le glyphosate est l’herbicide le plus utilisé en
termes de surface dans les vignobles français. Le dimétomorphe et l’iprovalicarbe sont utilisés
pour combattre le mildiou, le tebuconazole est utilisé contre l’oïdium et le boscalid contre le
botrytis. Les composés du second groupe sont plus caractéristiques des grandes cultures.
L’acetolachlore est en effet un herbicide principalement utilisé sur le maïs au début de la
levée et en fin de culture. Le pendimethaline est utilisé sur le tournesol, le blé et le maïs. Le
metolachlore est également utilisé sur les cultures de maïs tandis que l’aclonifen est plus
approprié pour celles de tournesol. Le carbendazime est essentiellement utilisé sur les cultures
maraîchères. Le troisème groupe est mal représenté sur les deux premières composantes
principales. Néanmoins, il peut être souligné que le chlormequat chlorure, l’isoproturon et le
chlortuluron sont des pesticides caractéristiques des cultures d’hiver. Les prélèvements
réalisés en été sont représentés dans la direction du premier groupe, ceux réalisés au
printemps sont en direction du second groupe. Ces représentations sont cohérentes avec les
périodes de traitements de la vigne qui s’étalent jusqu’aux vendanges en septembre, tandis
que la plupart des traitements utilisés sur les grandes cultures sont réalisés plus tôt dans
l’année, la récolte ayant lieu en été. Les autres prélèvements, correspondants à l’hiver,
l’automne et le début du printemps, sont rassemblés au centre du graphique selon la direction
du troisième groupe. Il faut néanmoins rappeler que ce groupe est mal représenté sur le plan
formé par les deux composantes principales considérées.
Concernant le deuxième site, l’ACP conduit à l’identification de deux groupes principaux de
pesticides (Figure III-37). La représentation des prélèvements souligne à nouveau la
particularité de ceux réalisés à la fin du printemps et en été. Les pesticides concernés
correspondent non seulement à certains déjà quantifiés sur le premier site en zone rurale et
caractéristiques d’activités agricoles de type grandes cultures mais aussi à des pesticides
utilisés classiquement sur les arbres fruitiers. La présence de pesticides sur ce site d'étude
semble donc plus résulter des activités agricoles à proximité que les pratiques urbaines.
Certains pesticides ont été détectés ou quantifiés lors de cette étude alors que leur utilisation
est interdite parfois depuis plusieurs années (Tableau III-8). Cette présence peut-être due soit
à un transport longue distance depuis des zones où ils sont utilisés légalement, soit à une
importante persistance dans l’environnement, soit à une utilisation frauduleuse.
Tableau III-8. Pesticides détectés lors de l’étude dont l’usage est interdit en France
Pesticide
DNOC
Dinitro-ortho-cresol
Fenuron
3-Phenyl-1,1-dimethylurea
2-Hydroxy-4-ethylamino-6-tertHydroxyterbuthylazine
butylamino-1,3,5-triazine
6-chloro-N,N'-diethyl-1,3,5Simazine
triazine-2,4-diamine
6-chloro-N-(1,1-dimethylethyl)Terbutylazine
N'-ethyl-1,3,5-triazine-2,4diamine
- 100 -
Interdiction
Depuis novembre 2005
Usage non autorisé en France
Depuis 2005
Depuis le 24 septembre 2001
Depuis le 30 juin 2004
Depuis le 30 juin 2005
a)
1
Groupe 2
Flurtamone
Pendimethaline
Mecoprop
Dimetheamide
2,4-MCPA Flurochloridone
Aclonifen
Benalaxyl Acetochlor
Carbaryl
Metolachlore
Fenuron
Metalaxyle
0,75
F2 (22,81 %)
0,5
DNOC
Hydroxyterbuthylazine
Simazine 2 hydroxy
Clormequat chlorure
Isoproturon
Chlortoluron
0,25
0
-0,25
Carbendazime
Metaldehyde
Epoxyconazole
Tebuconazole
Flusilazole
Groupe 3
2,4-DDiméthomorphe
Myclobutanyl
Spiroxamine
Boscalid
Azoxystrobin
AMPA
Glyphosate
Groupe 1
Iprovalicarbe
-0,5
-0,75
-1
-1
-0,75
-0,5
-0,25
0
0,25
0,5
0,75
1
F1 (36,59 %)
b)
8
P
P
F2 (22,81 %)
4
P
H
0
H
AA
P
A
E
E
-4
E
-8
-12
-8
-4
0
4
8
12
F1 (36,59 %)
Figure III-36. Résultats dans le plan F1-F2 de l’ACP conduite sur les concentrations en
pesticides retrouvées dans la cuve du site rural - a) Cercle des corrélations - b) Représentation
des 12 prélèvements
E=Eté ; A=Automne ; H=hiver ; P=printemps
- 101 -
a)
1
Mecoprop
Carbendazime
Groupe 2
0,75
Diuron
Metazachlore
2,4-D Triclopyr
F2 (18,70 %)
0,5
Dimethomorphe
Metalaxyle
0,25
Mepiquat
Clormequat chlorure
Tebuconazole
Acetochlor
Metaldehyde
Metolachlore
0
Terbutylazine
2,4-MCPA
-0,25
DNOC
Groupe 1
Spiroxamine
-0,5
-0,75
-1
-1
-0,75
-0,5
-0,25
0
0,25
0,5
0,75
1
F1 (35,03 %)
b)
4
E
E
3
F2 (18,70 %)
2
1
E
P
A
0
A
-1
H
P
H
AP
-2
P
-3
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
F1 (35,03 %)
pesticides retrouvées dans la cuve du site semi-urbain - a) Cercle des corrélations - b)
Représentation des 12 prélèvements
E=Eté ; A=Automne ; H=hiver ; P=printemps
- 102 -
7
Le pourcentage d’occurrence du mecoprop dans les eaux de ruissellement du site périurbain
stockées en cuve est de 100 %. Dans cette étude, la source de ce pesticide dans les eaux de
ruissellement est sans aucun doute le matériau de la surface de collecte. Cet herbicide est en
effet souvent utilisé pour le traitement de toitures en tant qu’agent protecteur contre la
pénétration des racines, notamment dans la cas de toitures bitumées (Bucheli et al., 1998). La
Figure III-38 présente conjointement la pluviométrie journalière, la température mensuelle
moyenne et les concentrations en mecoprop dans la cuve de récupération des eaux de pluie au
cours de l’année de prélèvements. Le relargage apparait d’autant plus important que la
température ambiante est élevée. Ainsi, les concentrations maximales ont été retrouvées en été.
Ces résultats sont en accord avec ceux reportés par Bucheli et al. (Bucheli et al., 1998).
30
Pluviométrie (mm)
50
Pluviométrie
Mecoprop
Tmax
Tmin
40
25
20
30
15
20
10
10
5
17/10/10
03/10/10
19/09/10
05/09/10
22/08/10
08/08/10
25/07/10
11/07/10
27/06/10
13/06/10
30/05/10
16/05/10
02/05/10
18/04/10
04/04/10
21/03/10
07/03/10
21/02/10
07/02/10
24/01/10
10/01/10
27/12/09
13/12/09
29/11/09
0
15/11/09
0
Temperature mensuelle moyenne (°C)
35
60
Figure III-38. Evolution des concentrations en mecoprop dans la cuve du site 2 en zone
périurbaine avec toiture terrasse bitumée
III.2.2 Physico-chimie et microbiologie
Le suivi hebdomadaire a été complété une fois par mois par des paramètres physico-chimiques
et microbiologiques supplémentaires : DCO, DBO5, Nt, Pt, éléments traces métalliques,
Pseudomonas aeruginosa, Aeromonas, et la recherche de légionelles. Ainsi, douze
prélèvements par site répartis sur une année ont été caractérisés par 34 paramètres descriptifs.
Une CAH a été effectuée pour interpréter ces résultats. Les dendrogrammes obtenus pour la
maison individuelle et le bâtiment collectif sont respectivement présentés sur la Figure III-39
et la Figure III-40.
Concernant le premier site, trois clusters sont mis en évidence par la CAH. Le premier
comprend essentiellement des paramètres liés à la charge organique globale des échantillons.
Le deuxième cluster regroupe la plupart des paramètres ioniques. Enfin, les indicateurs de
contamination fécale sont présents dans le dernier cluster. Concernant le deuxième site, un
premier cluster rassemble la plupart des paramètres physico-chimiques. Deux autres groupes
concernent les paramètres microbiologiques.
Ainsi, globalement, les composantes principales obtenues à partir de la matrice de données
correspondant aux analyses mensuelles sont similaires à celles qui ont été mises en évidence
- 103 -
lors du traitement des résultats du suivi hebdomadaire. Il est intéressant d’observer où se
situent les paramètres supplémentaires par rapport à ces clusters.
La plupart des éléments traces métalliques sont dans le même cluster que les paramètres
couleur et turbidité. En effet, les métaux qu’ils soient sous forme particulaire ou sous forme
dissoute impacte sur ces valeurs. Certains auteurs indiquent Aeromonas en tant que possible
indicateur de la contamination microbiologique des eaux de ruissellement (Simmons et al.,
2001). Sur les deux sites étudiés, la présence d’Aeromonas apparait seulement liée à la
quantification de légionelles par PCR. Les concentrations en Pseudomonas aeruginosa ne sont
pas clairement corrélées aux autres paramètres microbiologiques.
- 104 -
+
- 105 -
-
+
Legionella sp (PCR)
pH
Aeromonas
Cu
E. Coli
Entérocoques
NO3
-
P. aeruginos a
Ni
FT 36°C
FT 22°C
Température
Cl
Cd
Na
Pt
Couleur
Nt
Conductimétrie
Cr
NH4
+
Dureté
Ca
Fe
2+
K
Mg
2-
2+
SO4
Turbidité
COT
DCO
Al
DBO5
Zn
Pb
Dissimilarité
Mg2+
Na+
ClSO42E. Coli
Entérocoques
Aeromonas
Legionella sp (PCR)
NO3Zn
Ca2+
K+
TA
TAC
Al
Cr
Cd
pH
Conductimétrie
Dureté
COT
FT 22°C
FT 36°C
DCO
Nt
PO43Pt
Température
Couleur
Fe
Pb
Cu
Ni
P. aeruginosa
Turbidité
DBO5
Dissimilarité
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Figure III-39. CAH sur la matrice de données issue du suivi mensuel de la qualité de l’eau dans
la cuve du site 1 – Méthode de Ward – Dendrogramme des variables
80
70
60
50
40
30
20
10
0
la cuve du site 2 – Méthode de Ward – Dendrogramme des variables
CONCLUSION
Les eaux de pluie collectées et stockées en cuve PEHD, respectivement de 5 et 30 m3, sont
clairement non potables. La plupart du temps, ces eaux présentent une qualité physicochimique correcte puisque comparable à une eau usée traitée. Néanmoins, des valeurs de
l’ordre de grandeur des concentrations rencontrées dans les eaux usées brutes ont été atteintes.
La pollution en métaux des eaux stockées dans la cuve dépend essentiellement de la nature de
la surface de collecte et des descentes pluviales sources de zinc (acier zingué) ou de plomb
(PVC). Globalement, les HAP n’ont pas été quantifiés dans les eaux ruisselées stockées des
deux sites. Un screening de 405 pesticides et métabolites a permis de mettre en évidence la
présence de ces composés dans les cuves de récupération. La nature des composés dépend du
site étudié et de son environnement. D’autre part, les eaux stockées en cuve révèlent une
contamination microbiologique très variable, en témoignent l’amplitude des intervalles de
valeurs obtenus et les variations saisonnières présentées. De plus, les valeurs médianes des
résultats microbiologiques sont souvent beaucoup plus faibles que les valeurs moyennes du
fait de la présence de nombreuses valeurs extrêmes. Enfin, des pathogènes de différentes
natures ont été quantifiés à plusieurs reprises: oocystes de Cryptosporidium, kystes de Giardia,
Legionella pneumophila, Aeromonas et Pseudomonas aeruginosa.
Lors de l’étude des deux sites, environ cinquante prélèvements d’eaux ruisselées stockées,
effectués de façon hebdomadaire à différentes saisons, ont été caractérisés par vingt-deux
paramètres physico-chimiques et microbiologiques. Des analyses multivariées ont été
utilisées pour faciliter l’exploitation des résultats obtenus. Les composantes obtenues par
analyse en composantes principales ont été confirmées par les clusters obtenus en
classification ascendante hiérarchique. Ainsi, la variance des données disponibles peut être
décrite par trois composantes : la composante ionique, la charge organique et la contamination
fécale. L’étude de chacune de ces composantes principales a permis d’exploiter les résultats.
Tout d’abord, les concentrations ioniques peuvent être fortement influencées par des
évènements climatiques particuliers. Le calcaire issu de l’érosion et remis en suspension peut,
en effet, entraîner des pluies basiques. Ensuite, un impact des saisons a été mis en évidence.
En été, les températures plus élevées et les pluviométries plus faibles s’accompagnent d’une
dégradation de la qualité microbiologique des eaux stockées. La multiplication de la flore
microbienne et la contamination du système par un biofilm résulte de la présence de
conditions propices telles que des températures élevées, la présence de source carbonées,
d’azote et de phosphore. Enfin, les deux indicateurs de contamination fécale suivis ne
permettent pas de refléter la contamination microbiologique globale. En fait, la présence
d’E.coli et d’entérocoques apparaît liée à un ensemencement par lessivage de la toiture lors
d’évènement pluvieux. Ainsi, les importantes pluies d’automne introduisent une forte
contamination fécale dans la cuve. L’utilisation de système tel qu’un first-flush pourrait
améliorer la qualité de l’eau stockée en terme de contamination fécale, mais la qualité de l’eau
ne peut néanmoins pas être garantie au cours de l’année.
Concernant les analyses effectuées de façon mensuelle, les analyses multivariées ont été
utilisées pour révéler la structure du jeu de données acquis sur le terrain. Ainsi, les pesticides
retrouvés dans les eaux de ruissellement sont essentiellement issus de l’agriculture et
dépendent donc directement de l’environnement du site de collecte des eaux de pluies. Les
traitements de toitures contre la pénétration des racines sont également une source de
pesticides. La contamination par les pesticides des eaux collectées est une pollution plus
locale que diffuse, d’origine anthropique.
- 106 -
PARTIE IV
ETUDE DE LA QUALITE AU FIL DU
SYTEME
SOMMAIRE DE LA QUATRIEME PARTIE
I
QUALITE DES EAUX METEORITES ET DES EAUX DE TOITURES......................................... 109
I.1
I.2
RESULTATS....................................................................................................................................109
INTERPRETATIONS ......................................................................................................................109
I.2.1
Eaux météorites ........................................................................................................................... 113
I.2.2
Eaux de ruissellement de toiture ................................................................................................. 113
I.3
CONCLUSIONS...............................................................................................................................114
II
QUALITE DE L’EAU DISTRIBUEE ................................................................................................... 114
II.1
RESULTATS....................................................................................................................................114
II.1.1.1
II.1.1.2
Maison individuelle en zone rurale avec toiture en tuiles ....................................................................... 114
Bâtiment collectif en zone périurbaine avec toiture terrasse bitumée ..................................................... 114
II.2
VARIABILITE DE LA QUALITE ..................................................................................................114
II.2.1 La problématique de la continuité de distribution ...................................................................... 114
II.2.2 Qualité physico-chimique............................................................................................................ 115
II.2.2.1
Paramètres de pollution globaux............................................................................................................. 115
II.2.2.1.1
Indicateurs de bascule .................................................................................................................. 116
II.2.2.1.2
Filtration secondaire..................................................................................................................... 118
II.2.2.2
Eléments traces métalliques (ETM)........................................................................................................ 121
II.2.3
II.2.3.1
II.2.3.2
Qualité microbiologique ............................................................................................................. 124
Nécessité d’une désinfection................................................................................................................... 129
Efficacité de la désinfection.................................................................................................................... 129
II.2.4 Analyses mulivariées ................................................................................................................... 130
II.3
CONCLUSIONS...............................................................................................................................133
III
QUALITE DES SEDIMENTS DE FOND DE CUVE .......................................................................... 134
III.1
RESULTATS....................................................................................................................................134
III.2
INTERPRETATIONS ......................................................................................................................134
III.2.1 Eléments traces métalliques (ETM)............................................................................................. 134
III.2.2 Di-ethyl-hexyl-phtalate (DEHP) ................................................................................................. 135
III.2.3 Hydrocarbures lourds et légers................................................................................................... 136
III.2.4 Hydrocarbures aromatiques polycycliques ................................................................................. 137
III.3
CONCLUSIONS...............................................................................................................................138
CONCLUSION.................................................................................................................................................. 139
- 108 -
Dans cette partie, la qualité de l’eau au fil du système est étudiée. La première partie traite la
qualité des eaux météorites et des eaux de ruissellement. Trois évènements pluvieux sur le
premier site et cinq sur le deuxième site ont fait l’objet de prélèvements avant ruissellement
sur la toiture et à l’aval des descentes pluviales. La deuxième partie concerne les eaux
distribuées pour les usages. En effet, les usages peuvent être alimentés par la cuve de stockage
des eaux de pluie collectées ou par un réservoir d’appoint alimenté par le réseau d’eau public.
De plus, les eaux pompées subissent ensuite une filtration secondaire et une éventuelle
désinfection avant d’être distribuées. Dans la dernière partie, les sédiments en fond de cuve
ont été examinés. Ils ont été prélevés sur chaque site à l’occasion de la vidange annuelle.
I
QUALITE DES EAUX METEORITES ET DES EAUX DE TOITURES
I.1
Résultats
Des prélèvements d’eaux météorites et d’eaux de ruissellement de toiture ont été réalisés à
l’occasion d’évènements pluvieux : trois sur le premier site et cinq sur le deuxième site. Les
résultats complets des analyses réalisées sont disponibles sous forme de tableaux en annexe II.
I.2
Interprétations
Le Tableau IV-1 et le Tableau IV-2 présentent les valeurs moyennes et les écarts-types pour
les principaux paramètres physico-chimiques et les compositions ioniques. Les résultats des
analyses microbiologiques sont fournis dans le Tableau IV-3 pour le premier site et le Tableau
IV-4 pour le deuxième site. La Figure IV-1 illustre les concentrations en éléments traces
métalliques obtenues sur les deux sites.
- 109 -
Tableau IV-1.Valeurs moyennes et écarts-types des principaux paramètres physico-chimiques –
Site 1 (n=3) et site 2 (n=5)
pH
(-)
Conductivité
(μS.cm-1)
Couleur
(mgPt.L-1)
Turbidité
(NTU)
COT
(mg.L-1)
EM
ER
EM
ER
EM
ER
EM
ER
EM
ER
Site 1
6,6 ± 0,1
6,5 ± 0,1
20,6 ± 18,8
36,9 ± 24,1
13,8 ± 10,8
26,3 ± 29,4
6,3 ± 5,3
7,3 ± 8,3
4,2 ± 3,6
6,7 ± 4,7
Site 2
6,0 ± 0,4
6,2 ± 0,3
14,4 ± 10,5
24,7 ± 14,8
9,1 ± 9,8
92,8 ± 55,4
1,9 ± 1,0
2,6 ± 0,8
3,1 ± 2,6
9,4 ± 7,8
EM = eaux météorites ; ER = eaux de ruissellement de toiture
Tableau IV-2. Valeurs moyennes et écarts-types des concentrations ioniques – Site 1 (n=3) et site
2 (n=5)
-
Cl
(mg.L-1)
SO42
(mg.L-1)
NO3(mg.L-1)
Mg2+
(mg.L-1)
Ca2+
(mg.L-1)
Na+
(mg.L-1)
K+
(mg.L-1)
NH4+
(mg.L-1)
EM
ER
EM
ER
EM
ER
EM
ER
EM
ER
EM
ER
EM
ER
EM
ER
Site 1
1,1 ± 0,7
2,8 ± 2,5
1,6 ± 2,1
2,2 ± 1,9
2,1 ± 3,2
3,1 ± 4,3
0,1 ± 0,1
0,2 ± 0,2
1,3 ± 1,5
2,2 ± 1,5
0,7 ± 0,3
1,2 ± 1,1
0,7 ± 0,5
1,3 ± 1,7
1,0 ± 1,2
1,3 ± 1,0
Site 2
1,4 ± 1,6
1,2 ± 0,8
1,0 ± 1,1
1,8 ± 1,4
1,2 ± 1,7
1,7 ± 1,3
<0,1
<0,1
1,2 ± 1,4
2,2 ± 1,8
0,6 ± 0,3
1,3 ± 1,3
0,7 ± 0,9
0,6 ± 0,3
0,7 ± 0,6
0,8 ± 0,6
EM = eaux météorites ; ER = eaux de ruissellement de toiture
- 110 -
Tableau IV-3. Qualité des eaux météorites (EM) et de ruissellement de toitures (ER) – Site 1
Paramètre
Escherichia coli
Entérocoques
Microorg. revivifiables à 22°C
Aeromonas
Legionella species (Culture)
Legionella pneumo (Culture)
Legionella species (PCR)
Legionella pneumo (PCR)
Unité
UFC/100mL
UFC/100mL
UFC/100mL
UFC/mL
UFC/mL
UFC/100mL
UFC/L
UFC/L
UG/L
UG/L
n/100mL
07/04/09
EM
ER
<100
<100
<10
<10
0
3
490
1 200
117
191
<10
10
<500
<25 000
<500
<25 000
49 000
<1 700
0
0
25/08/09
EM
ER
10
3 500
10
700
<10
1 400
25 800
>300 000
71 000
116 000
160
<25 000
<25 000
<25 000
<25 000
49 000
<680
0
05/11/09
EM
ER
<100
ILLISIB
<10
4 100
0
96 000
227
49 000
182
41 000
3 275
INCOMPT
<250
<500
<250
<500
<8 300
180 000
<1 700
<680
0
0
INCOMPT = incomptable
Tableau IV-4. Qualité des eaux météorites (EM) et de ruissellement de toitures (ER) – Site 2
Paramètre
Escherichia coli
Entérocoques
Aeromonas
Legionella species (Culture)
Legionella pneumo (Culture)
Legionella species (PCR)
Legionella pneumo (PCR)
Unité
UFC/100mL
UFC/100mL
UFC/100mL
UFC/mL
UFC/mL
UFC/100mL
UFC/L
UFC/L
UG/L
UG/L
n/100mL
30/03/10
EM
ER
>10 000
<100
0
40
0
1 700
>3 000
84 000
>3 000
27 000
INCOMPT
INCOMPT
<680
<680
<500
<500
170 000
<3 300
0
INCOMPT
04/05/10
EM
ER
50
<100
6
570
9
10 000
x
x
x
x
10
20
<250
<250
<250
<250
3 000
28 000
<170
<8 300
0
4
11/01/11
EM
ER
0
ILLISIB
0
100
0
>1 000
182
8 500
40
1 760
0
0
<250
2 700
<250
2 700
50 000
1 300 000
<680
9 000
65
100
INCOMPT = incomptable
- 111 -
14/02/11
EM
ER
<100
<100
0
0
1
670
1 100
13 500
1 000
2 010
0
0
<500
<500
34 000
34 000
<680
4 800
0
0
03/05/11
EM
ER
<10
0
<10
200
0
1 000
370
52 000
180
27 000
0
0
<500
<500
65 000
<680
1 800
5 900
Site 1
Site 2
1 600
1 600
Fe
Al
Zn
1 400
1 200
1 200
1 000
Zn
800
600
1 000
800
600
400
400
200
200
0
0
EM
ER
EM
ER
EM
ER
07/04/09
07/04/09
25/08/09
25/08/09
05/11/09
05/11/09
EM
ER
EM
ER
EM
ER
EM
ER
EM
ER
30/03/10 30/03/10 04/05/10 04/05/10 11/01/11 11/01/11 14/02/11 14/02/11 03/05/11 03/05/11
25
25
Cd
Cr
Cu
Ni
Pb
Cd
Hg
Cr
Cu
Ni
Pb
Hg
20
-1
20
Fe
-1
1 400
-1
Al
15
10
5
15
10
5
0
0
EM
ER
EM
ER
EM
ER
07/04/09
07/04/09
25/08/09
25/08/09
05/11/09
05/11/09
EM
ER
EM
ER
EM
ER
EM
ER
EM
ER
30/03/10 30/03/10 04/05/10 04/05/10 11/01/11 11/01/11 14/02/11 14/02/11 03/05/11 03/05/11
Figure IV-1. Concentrations en éléments traces métalliques dans les eaux météorites (EM) et les eaux de ruissellement de toiture (ER) sur les deux
sites
- 112 -
I.2.1 Eaux météorites
Le premier site est situé en zone rurale et le deuxième site en zone périurbaine. Sur les deux
sites, le pH des eaux météorites est légèrement acide et varie peu d’un prélèvement à l’autre.
Les valeurs moyennes données pour les principaux paramètres, dont les concentrations
ioniques, reflètent une bonne qualité physico-chimique. Le nombre de prélèvement réalisé n’a
pas permis de mettre en évidence des spécificités géographiques liées à l’environnement rural
ou périurbain des sites. Par contre, il est clair que la qualité de la ressource est instable au
cours de l’année, ce qu’illustrent les écarts-types importants pour chaque site. La qualité
microbiologique est également très variable, notamment à cause de la présence occasionnelle
d’organismes d’origine environnementale tels qu’Aeromonas et Pseudomonas aeruginosa.
Les concentrations en métaux sont du même ordre de grandeur sur les deux sites. Les métaux
majoritaires sont le fer, l’aluminium et le zinc avec des concentrations de quelques dizaines de
μg.L-1. Dans la littérature, des concentrations élevées en zinc et en cuivre dans les dépôts
atmosphériques ont été attribués aux véhicules en environnement urbain (Conko et al., 2004).
Le zinc est également un composant des revêtement de pneus (Councell et al., 2004).
I.2.2 Eaux de ruissellement de toiture
Les surfaces de collecte étudiées sont une toiture en tuiles avec des pentes de l’ordre de 30 %
et une toiture terrasse bitumée. Les eaux de ruissellement prélevées ont lessivé ces surfaces et
ont transité via les descentes pluviales. Globalement, le ruissellement s’accompagne d’une
dégradation de la qualité physico-chimique et microbiologique des eaux. En effet, les eaux
météorites lorsqu’elles ruissellent sur la toiture lessivent les dépôts atmosphériques qui s’y
sont accumulés (Meera and Ahammed, 2006). Ainsi, les valeurs de conductivité, couleur,
turbidité et carbone organique total apparaissent plus élevées après ruissellement. Les
microorganismes revivifiables, indicateurs de la charge microbiologique globale des
échantillons, présentent des concentrations beaucoup plus élevées que celles rencontrées dans
les eaux météorites correspondantes. De la même façon, la contamination fécale augmente,
sans doute à cause de la présence de déjections animales sur la toiture.
Concernant les métaux, le ruissellement s’accompagne sur les deux sites d’une augmentation
des concentrations moyennes notamment en aluminium, en fer et en cuivre: elles sont
globalement multipliées par deux. Le lessivage des produits de corrosion des parties
métalliques de la toiture explique cette augmentation fréquemment rapportée dans la
littérature (Gromaire-Mertz et al., 1999; Uba and Aghogho, 2000; Gromaire et al., 2002; Van
metre and Mahler, 2003; Chang et al., 2004). Sur le premier site, les concentrations en zinc
sont multipliées par cent à l'issu du ruissellement. Or, les quatre descentes pluviales de ce site
sont en acier zingué. Leur érosion explique donc les fortes concentrations en zinc retrouvées
dans les eaux de ruissellement. Sur le deuxième site, les eaux collectées sur la toiture sont
drainées via des canalisations en PVC. Les vingt-huit points de collecte répartis sur la toiture
sont équipés de crapaudines en acier zingué. Les concentrations en zinc dans les prélèvements
réalisés en bas des descentes pluviales sont plus importantes que celles quantifiées dans les
eaux météorites correspondantes : elles sont multipliées par dix. Le ruissellement sur ce
bâtiment conduit également à une nette augmentation des concentrations en plomb dans les
eaux collectées. La valeur moyenne est de 0,7 ± 0,4 μg.L-1 dans les eaux météorites et de 11,4
± 8,9 μg.L-1 dans les eaux de ruissellement. Le plomb est utilisé pour la réalisation des
travaux d’étanchéité, de faîtage, pour les chenaux mais également pour la stabilisation du
PVC utilisé pour les gouttières (Koh et al., 1991). Or, l’ensemble du système de collecte et
d’acheminement des eaux usées sur ce site est en PVC.
- 113 -
I.3
Conclusions
La qualité des eaux météorites reflète la composition de l’atmosphère. Les eaux de pluie sur
les deux sites étudiés présentent des caractéristiques similaires, bien que les environnements
soient différents. Ces eaux sont de bonne qualité physico-chimique mais celle-ci est instable
au cours de l’année. La qualité microbiologique est également très variable.
Le lessivage de la toiture et des polluants qui se sont accumulés à sa surface s’accompagne
d’une détérioration globale de la qualité des eaux collectées en aval. Les concentrations en
certains métaux augmentent fortement au fil du système de récupération et de distribution. La
pollution métallique dans les eaux distribuées pour les usages dépend de la nature de la
surface de collecte et de celle des descentes pluviales.
II
QUALITE DE L’EAU DISTRIBUEE
II.1 Résultats
II.1.1.1 Maison individuelle en zone rurale avec toiture en tuiles
Des prélèvements d’eau distribuée par le système de récupération – réutilisation des eaux de
pluie ont été analysés de façon hebdomadaire de janvier 2009 à février 2010. Selon le
paramètre considéré, un total de 15 à 55 valeurs réparties sur l’année est disponible. Le
traitement subit par les eaux pompées dans la cuve avant distribution est une filtration sur
tamis filtrant et sur charbon actif. De plus, la mise en fonctionnement d’une désinfection UV a
été réalisée à la fin de la campagne d’analyse au mois de janvier 2010. L’ensemble des
résultats est donné sous forme de tableaux en annexe II.
II.1.1.2 Bâtiment collectif en zone périurbaine avec toiture terrasse bitumée
De la même manière, des prélèvements d’eau distribuée par le système de récupération –
réutilisation ont été analysés de façon hebdomadaire de novembre 2009 à octobre 2011. Un
total de 14 à 52 valeurs par paramètres est disponible. La mise en fonctionnement d’une
désinfection UV a été réalisée au début de la campagne d’analyse, de novembre 2009 à février
2010. De février 2010 à septembre 2010, les eaux stockées en cuve ont été distribuées sans
autre traitement que la filtration secondaire. L’ensemble des résultats est donné sous forme de
tableaux en annexe II.
II.2 Variabilité de la qualité
II.2.1 La problématique de la continuité de distribution
L’eau distribuée par le système de réutilisation provient en temps normal de la cuve de
récupération des eaux de pluie en aval de la toiture. Mais, lorsque le niveau d’eau dans la cuve
devient trop faible, le pompage bascule automatiquement sur un réservoir secondaire afin
d’assurer une continuité d’alimentation des usages. Ce réservoir d’appoint est alimenté par le
réseau d’eau public, via une surverse totale afin d’éviter toute interconnexion entre le réseau
d’eau de pluie et celui d’eau potable. Que le pompage soit réalisé dans la cuve ou dans le
réservoir d’appoint, l’eau de pluie ou l’eau potable emprunte par la suite le même système
pour être acheminée jusqu’aux points d’usages. Elle est donc convoyée par les mêmes tuyaux,
traverse la filtration secondaire et subit une éventuelle désinfection avant d’être distribuée. Il
convient donc de discerner la provenance de l’eau distribuée dans l’interprétation des résultats.
- 114 -
Des prélèvements ont été réalisés de façon hebdomadaire en aval du système de traitement
pour évaluer la qualité de l’eau distribuée pour les usages.
II.2.2 Qualité physico-chimique
II.2.2.1 Paramètres de pollution globaux
Le Tableau IV-5 pour le premier site et le Tableau IV-6 pour le deuxième site présentent les
valeurs médianes obtenues pour les principaux paramètres physico-chimiques suivis en
fonction de la provenance des eaux distribuées.
Tableau IV-5. Valeurs médianes pour les principaux paramètres physico-chimiques en fonction
de la provenance des eaux distribuées sur le site 1
Paramètre
Unité
n
EDP
n
EP
n
UV
pH
43
6,3
8
7,6
4
6,8
Conductivité
μS.cm-1 43
58,8
8
348
4
95,4
Couleur
mg Pt.L-1 43
16
8
<5
4
10
Turbidité
NTU
43
1,3
8
0,2
4
1,3
DBO5
mg.L-1
11
<3
1
<3
4
12
DCO
mg.L-1
11
<30
2
<30
4
34
-1
Nt
mg.L
11
1,5
2
4,8
4
1,2
-1
Pt
mg.L
11
<0,1
2
<0,1
4
<0,1
COT
mg.L-1
43
2,0
8
1,0
4
4,3
Dureté
°F
43
2,0
8
17
4
4,0
TA
°F
43
<1
8
<1
4
<1
TAC
°F
43
2,5
8
14
4
2,8
EDP=eaux distribuées provenant de la cuve de récupération ; EP=eaux distribuées
provenant du réservoir d’appoint ; UV=eaux distribuées après désinfection
de la provenance des eaux distribuées sur le site 2
Paramètre
Unité
n
EDP
n
EP
n
UV
pH
39
5,9
2
7,1
10
6,1
Conductivité
μS.cm-1
39
35,7
2
165
10
29,4
Couleur
mg Pt.L-1 37
45
2
20
10
24
Turbidité
NTU
39
2,4
2
0,8
10
1,3
DBO5
mg.L-1
11
97
0
3
<3
-1
DCO
mg.L
9
36
0
3
<30
Nt
mg.L-1
9
1,1
0
3
0,04
Pt
mg.L-1
9
0,2
0
3
<0,1
COT
mg.L-1
38
7,0
2
1,6
10
2,5
Dureté
°F
38
1,2
2
7,1
10
1,2
TA
°F
38
<1
2
<1
10
<1
TAC
°F
38
<2
2
4,2
10
<2
EDP=eaux distribuées provenant de la cuve de récupération ; EP=eaux distribuées
provenant du réservoir d’appoint ; UV=eaux distribuées après désinfection
- 115 -
II.2.2.1.1 Indicateurs de bascule
Dans le cas d’un système de récupération des eaux de pluie et réutilisation dans l’habitat,
l’eau distribuée par le système peut provenir de la cuve de récupération ou d’un réservoir
d’appoint alimenté par le réseau d’eau public. Il est important de souligner que le réservoir
d’appoint est alimenté par de l’eau potable mais que cette eau est ensuite dégradée puisqu’elle
emprunte le même système de distribution que les eaux de pluies. La bascule du système
permet d’assurer une continuité dans la distribution, mais l’eau distribuée est de qualité
différente selon sa provenance : il s’agit d’une eau pluviale ou d’une eau potable dégradée.
Plusieurs bascules du système ont eu lieu lors de l’année de suivi du premier site, la quantité
d’eau de pluie récupérée étant insuffisante à satisfaire la totalité des besoins en eau. Le titre
alcalimétrique complet et le titre hydrotimétrique ont été identifiés comme deux indicateurs
pertinents de la bascule du système de la cuve de récupération sur le réservoir d’appoint. Les
valeurs de ces paramètres au cours de la campagne pour les eaux de pluie stockées et les eaux
distribuées, provenant de la cuve ou du réservoir d’appoint, sont illustrées respectivement sur
la Figure IV-2 et la Figure IV-3. La mise en place d’un indicateur d’état du système asservi à
l’analyse en ligne d’un de ces deux paramètres pourrait se révéler particulièrement utile pour
le consommateur, notamment dans le cas de l’alimentation d’un lave-linge.
- 116 -
06/01/09
13/01/09
20/01/09
27/01/09
03/02/09
10/02/09
17/02/09
24/02/09
03/03/09
10/03/09
17/03/09
24/03/09
31/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
12/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
07/07/09
15/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
21/12/09
05/01/10
13/01/10
19/01/10
26/01/10
-1
TH (mmol.L )
1,2
12
1,0
10
0,8
8
0,6
6
0,4
4
0,2
2
0,0
0
TH (°F)
07/01/09
13/01/09
20/01/09
27/01/09
03/02/09
10/02/09
17/02/09
24/02/09
03/03/09
10/03/09
17/03/09
24/03/09
31/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
12/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
07/07/09
15/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
21/12/09
05/01/10
13/01/10
19/01/10
26/01/10
-1
TAC (mmol.L )
4
20
3,6
18
3,2
16
2,8
14
2,4
12
2
10
1,6
8
1,2
6
0,8
4
0,4
2
0
0
Appoint en eau potable
2,0
20
1,8
18
1,6
16
1,4
14
UV allumé
La bascule du système sur le réservoir d’appoint s’accompagne d’une montée du TH des
eaux distribuées.
Figure IV-3. Evolution du titre hydrotimétrique dans les eaux stockées et les eaux distribuées
- 117 -
TAC (°F)
eau distribuée pour les usages
UV allumé
La bascule du système sur le réservoir d’appoint s’accompagne d’une montée du TAC des
eaux distribuées.
Figure IV-2. Evolution du titre alcalimétrique complet dans les eaux stockées et les eaux
distribuées
II.2.2.1.2 Filtration secondaire
Le traitement secondaire est composé d’une filtration sur tamis filtrant avec un seuil de
coupure de 25 μm et d’une filtration sur charbon actif. Un changement des filtres tout les six
mois est préconisé par le fournisseur sur le premier site et tout les quatre mois sur le deuxième.
La raison commerciale de la mise en place de ces filtres est une diminution des matières en
suspension, de la turbidité et de la couleur des eaux distribuées. L’évolution de turbidité et de
la couleur des eaux distribuées et de celles stockées dans la cuve sont respectivement
présentées sur la Figure IV-4 et la Figure IV-5 pour le premier site et sur la Figure IV-6 et la
Figure IV-7 pour le deuxième. Les valeurs des différences de turbidité et de couleur entre les
eaux distribuées en aval de la filtration secondaire et les eaux stockées dans la cuve sont
illustrées par le Tableau IV-7, à l’aide les valeurs maximales et moyennes sur les deux sites.
Tableau IV-7. Valeur de la différence de turbidité et de couleur entre les eaux distribuées en
aval de la filtration secondaire et les eaux stockées dans la cuve sur le site 1 et le site 2
Site 1
Site 2
Maximum
Moyenne
Maximum
Moyenne
Turbidité (NTU)
- 3,2
- 0,6
- 8,1
- 0,3
-1
Couleur (mgPt.L )
- 12
0
- 30
-2
Les dates où le système fonctionnait sur le réservoir d’appoint ont été exclues
Globalement, la filtration secondaire permet d’écrêter les pics de turbidité des eaux stockées
dans la cuve. Sur le deuxième site, la turbidité des eaux distribuées est néanmoins parfois
supérieure à la turbidité dans les eaux stockées dans la cuve prélevées le même jour. Un
décrochement de biofilm en aval de la filtration secondaire peut expliquer ces valeurs. Ces
observations correspondent à l’été, période durant laquelle une contamination importante du
système par un biolfilm a été constatée. Ainsi, durant la période estivale, les valeurs de la
turbidité et la couleur des eaux collectées en aval de la toiture terrasse bitumée sont beaucoup
plus élevées que celles des eaux collectées en aval de la toiture en tuiles. Des plaintes des
usagers à ce sujet ont d’ailleurs été enregistrées.
Les conclusions sont similaires concernant le paramètre couleur, même si l’efficacité de la
filtration secondaire apparaît beaucoup moins importante sur ce paramètre, puisqu’en
moyenne la couleur des eaux distribuées est peu différente de celle des eaux stockées dans la
cuve.
Le seul suivi des valeurs de turbidité et de couleur ne permettent pas de mettre en évidence les
opérations de changement du tamis filtrant et du charbon actif. Dans les conditions de
maintenance appliquées lors de cette étude, aucun phénomène de saturation des filtres n’a pu
être observé.
- 118 -
20,0
18,0
16,0
14,0
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0
-2,0
-4,0
-6,0
-8,0
-10,0
différence
changement de la
manchette filtrante
06/01/09
13/01/09
20/01/09
27/01/09
03/02/09
10/02/09
17/02/09
24/02/09
03/03/09
10/03/09
17/03/09
24/03/09
31/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
12/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
07/07/09
14/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
22/12/09
29/12/09
05/01/10
12/01/10
19/01/10
26/01/10
Turbidité (NTU)
changement de la manchette
filtrante et du charbon actif
UV allumé
Figure IV-4. Evolution de la différence de turbidité entre les eaux distribuées et les eaux stockées
dans la cuve sur le site 1
Les dates de fonctionnement sur le réservoir d’appoint ou de la mise en route de la
désinfection sont encadrées.
différence
changement de la
manchette filtrante
50
40
1
Couleur (mgPt.L )
30
20
10
0
-10
-20
06/01/09
13/01/09
20/01/09
27/01/09
03/02/09
10/02/09
17/02/09
24/02/09
03/03/09
10/03/09
17/03/09
24/03/09
31/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
12/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
07/07/09
14/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
22/12/09
29/12/09
05/01/10
12/01/10
19/01/10
26/01/10
-30
UV allumé
Figure IV-5. Evolution de la différence de couleur entre les eaux distribuées et les eaux stockées
- 119 -
04/11/09
11/11/09
18/11/09
25/11/09
02/12/09
09/12/09
16/12/09
23/12/09
30/12/09
06/01/10
13/01/10
20/01/10
27/01/10
03/02/10
10/02/10
17/02/10
24/02/10
03/03/10
10/03/10
17/03/10
24/03/10
31/03/10
07/04/10
14/04/10
21/04/10
28/04/10
05/05/10
12/05/10
19/05/10
26/05/10
02/06/10
09/06/10
16/06/10
23/06/10
30/06/10
07/07/10
14/07/10
21/07/10
28/07/10
04/08/10
11/08/10
18/08/10
25/08/10
01/09/10
08/09/10
15/09/10
22/09/10
29/09/10
06/10/10
13/10/10
20/10/10
27/10/10
03/11/10
Couleur (mgPt.L-1)
04/11/09
11/11/09
18/11/09
25/11/09
02/12/09
09/12/09
16/12/09
23/12/09
30/12/09
06/01/10
13/01/10
20/01/10
27/01/10
03/02/10
10/02/10
17/02/10
24/02/10
03/03/10
10/03/10
17/03/10
24/03/10
31/03/10
07/04/10
14/04/10
21/04/10
28/04/10
05/05/10
12/05/10
19/05/10
26/05/10
02/06/10
09/06/10
16/06/10
23/06/10
30/06/10
07/07/10
14/07/10
21/07/10
28/07/10
04/08/10
11/08/10
18/08/10
25/08/10
01/09/10
08/09/10
15/09/10
22/09/10
29/09/10
06/10/10
13/10/10
20/10/10
27/10/10
03/11/10
Turbidité (NTU)
20,0
18,0
16,0
14,0
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0
-2,0
-4,0
-6,0
-8,0
-10,0
changement de la
manchette filtrante
et du charbon actif
Appoint en eau
Avec UV
Avec UV
différence
Sans UV
changement de la
manchette filtrante
et du charbon actif
différence
250
200
150
100
50
0
-50
Sans UV
- 120 -
II.2.2.2 Eléments traces métalliques (ETM)
La Figure IV-8 et la Figure IV-9 présentent les concentrations en éléments traces métalliques
dans les eaux stockées dans la cuve et dans les eaux distribuées sur le premier site. La Figure
IV-10 et la Figure IV-11 présentent ces résultats sur le deuxième site.
Sur le premier site, il est clair que lorsque le système fonctionne sur le réservoir d’appoint en
eau du réseau public de distribution, les concentrations en zinc dans les eaux distribuées sont
beaucoup plus faibles que lorsque le pompage est effectué dans la cuve de stockage des eaux
collectées en aval de la toiture (Figure IV-8). En effet, le zinc dans les eaux de ruissellement
de ce site provient essentiellement de l’érosion des descentes pluviales.
Sur les deux sites certains métaux présentent des concentrations plus élevées dans les eaux de
distribution que dans les eaux stockées. Il s’agit principalement du cuivre, du nickel, et du
plomb. Or, les eaux stockées sont acheminées jusqu’au point d’usage via le système de
distribution qui comprend des vannes et des raccords en laiton, un alliage de zinc et de cuivre.
De plus, les concentrations en nickel, plus élevées aux robinets de distribution, peuvent
résulter de la dorure au nickel parfois utilisée dans la construction de robinets ou raccords de
plomberie (Morrow et al., 2010). Les éléments métalliques du système de distribution
contribuent à la pollution métallique des eaux distribuées par le système.
- 121 -
1 600
Al
Fe
Zn
-1
1 400
1 200
1 000
800
600
400
200
27/1
24/2
24/3
21/4
19/5
16/6
15/7
8/9
3/11
5/1
Cuve
Robinet UV
Cuve
1/12 21/12
Robinet UV
Robinet EDP
Cuve
Cuve
Robinet EDP
Cuve
6/10
Robinet EDP
Robinet EDP
Cuve
Cuve
11/8
Robinet EP
Cuve
Robinet EDP
Robinet EDP
Cuve
Cuve
Robinet EDP
Cuve
Robinet EDP
Cuve
Robinet EDP
Cuve
Robinet EP
Robinet EDP
Cuve
Cuve
Robinet EDP
0
26/1
Figure IV-8. Concentrations en éléments traces métalliques majoritaires sur le site 1
Lorsque la désinfection UV était en fonctionnement, le prélèvement est encadré en noir. Lorsque
l’eau distribuée provenait du réservoir d’appoint, il est encadré en bleu.
120
Cd
Cr
Cu
Ni
Pb
Hg
-1
Concentration (μg.L )
100
80
60
40
20
27/1
24/2
24/3
21/4
19/5
16/6
15/7
11/8
8/9
6/10
3/11
1/12 21/12
5/1
26/1
Figure IV-9. Concentrations en éléments traces métalliques minoritaires sur le site 1
Lorsque la désinfection UV était en fonctionnement, le prélèvement est encadré en noir.
Lorsque l’eau distribuée provenait du réservoir d’appoint, il est encadré en bleu.
- 122 -
Robinet UV
Cuve
Robinet UV
Cuve
Cuve
Robinet EDP
Cuve
Robinet EDP
Robinet EDP
Cuve
Robinet EDP
Cuve
Cuve
Robinet EP
Robinet EDP
Cuve
Robinet EDP
Cuve
Robinet EDP
Cuve
Cuve
Robinet EDP
Cuve
Robinet EDP
Robinet EP
Cuve
Robinet EDP
Cuve
Cuve
Robinet EDP
0
1600
Al
Fe
Zn
1200
-1
1400
1000
800
600
400
200
25/11 21/12
27/1
24/3
21/4
18/5
16/6
8/9
5/10
20/10
Robinet EDP
Cuve
Robinet EDP
Cuve
Cuve
Robinet EDP
Cuve
2/8
Robinet EDP
Cuve
15/7
Robinet EDP
Robinet EDP
Cuve
Robinet EDP
Cuve
Robinet EDP
Cuve
Robinet EDP
Cuve
Cuve
24/2
Robinet EDP
Cuve
Robinet EDP
Robinet UV
Cuve
Robinet UV
Cuve
Robinet UV
Cuve
0
3/11
Figure IV-10. Concentrations en éléments traces métalliques majoritaires sur le site 2
120
Cd
Cr
Cu
Ni
Pb
Hg
-1
100
80
60
40
20
25/11 21/12
27/1
24/2
24/3
21/4
18/5
16/6
15/7
2/8
8/9
5/10
20/10
3/11
Figure IV-11. Concentrations en éléments traces métalliques minoritaires sur le site 2
- 123 -
Robinet EDP
Cuve
Cuve
Robinet EDP
Robinet EDP
Cuve
Robinet EDP
Cuve
Robinet EDP
Cuve
Robinet EDP
Cuve
Robinet EDP
Cuve
Robinet EDP
Cuve
Robinet EDP
Cuve
Cuve
Robinet EDP
Robinet EDP
Cuve
Robinet UV
Cuve
Robinet UV
Cuve
Cuve
Robinet UV
0
II.2.3 Qualité microbiologique
La qualité microbiologique des eaux distribuées en fonction de leur provenance est présentée
sur la Figure IV-12 et la Figure IV-13 pour la maison individuelle et sur la Figure IV-14 et la
Figure IV-15 pour le bâtiment collectif.
Les pathogènes retrouvés dans la cuve ont également été quantifiées dans les eaux
distribuées non désinfectées : Aeromonas, Pseudomonas aeruginosa, Legionella pneumophila,
oocystes de Cryptosporidium, kystes de Giardia.
- 124 -
UV (n=4)
UV (n=4)
EP (n=8)
EP (n=8)
EDP (n=41)
0
50 000
EDP (n=40)
100 000 150 000
200 000 250 000
300 000
350 000
400 000
450 000
500 000
0
50 000
100 000
150 000
200 000
250 000
300 000
350 000
UV (n=4)
EP (n=6)
EDP (n=33)
0
200
400
600
800
1 000
1 200
1 400
Figure IV-12. Concentrations en microorganismes revivifiables et en bactéries coliformes en fonction de la provenance de l’eau distribuée sur le site 1
EDP=eaux distribuées provenant de la cuve de récupération ; EP=eaux distribuées provenant du réservoir d’appoint ; UV=eaux distribuées
après désinfection
- 125 -
UV (n=4)
UV (n=4)
EP (n=8)
EP (n=8)
EDP (n=42)
EDP (n=41)
0
500
1 000
1 500
2 000
2 500
3 000
0
2 000
4 000
Escherichia Coli (UFC/100mL)
UV (n=3)
UV (n=4)
EP (n=2)
EP (n=2)
200
8 000
10 000
EDP (n=23)
EDP (n=10)
0
6 000
400
600
800
1 000
1 200
1 400
0
1 000
2 000
3 000
4 000
5 000
6 000
7 000
8 000
9 000
Pseudomonas aeruginosa (UFC/100mL)
Figure IV-13. Concentrations en Escherichia coli, entérocoques, Aeromonas et Pseudomonas aeruginosa en fonction de la provenance de l’eau
distribuée sur le site 1
- 126 -
UV (n=10)
UV (n=9)
EP (n=3)
EP (n=3)
EDP (n=39)
0
50 000
100 000
EDP (n=40)
150 000
200 000
250 000
300 000
350 000 0
50 000
100 000
150 000
200 000
250 000
300 000
350 000
UV (n=7)
EP (n=2)
EDP (n=31)
0
2 000
4 000
6 000
8 000
10 000
12 000
Figure IV-14. Concentrations en microorganismes revivifiables et en bactéries coliformes en fonction de la provenance de l’eau distribuée sur le site 2
- 127 -
UV (n=10)
UV (n=10)
EP (n=3)
EP (n=3)
EDP (n=39)
EDP (n=37)
0
500
1 000
1 500
2 000
2 500
0
500
1 000
1 500
2 000
2 500
3 000
3 500
4 000
4 500
5 000
Escherichia Coli (UFC/100mL)
UV (n=4)
UV (n=3)
EP (n=2)
EDP (n=10)
EDP (n=15)
0
200
400
600
800
1 000
1 200
1 400
1 600
1 800
2 000 0
1 000
2 000
3 000
4 000
5 000
6 000
Pseudomonas aeruginosa (UFC/100mL)
Figure IV-15. Concentrations en Escherichia coli, entérocoques, Aeromonas et Pseudomonas aeruginosa en fonction de la provenance de l’eau
distribuée
- 128 -
7 000
II.2.3.1 Nécessité d’une désinfection
La partie précédente illustre la variabilité de la qualité de l’eau distribuée lorsque celle-ci
provient de la cuve de stockage des eaux de pluie. Une qualité d’eau ne peut donc pas être
garantie aux usagers. De plus, la présence de pathogènes a été mise en évidence et la
formation d’un biofilm important a pu être observée sur l’un des sites (Figure IV-16). Or,
lorsqu’un biofilm est formé, des microorganismes tels que Legionella sont susceptibles de
coloniser le système (Simmons et al., 2008). L’utilisation des eaux de pluie collectées en aval
des toitures dans l’habitat fait donc entrer dans les maisons des microorganismes différents de
ceux associés à l’eau du réseau d’eau public (Albrechtsen, 2002). Certes une consommation
de ces eaux n’est pas envisagée ce qui limite le risque de contamination. Néanmoins,
l’inhalation d'aérosols produits par les chasses d’eau peut être une source de contamination
par Legionella pneumophila. La mise en place d’une désinfection n’est exigée par la
réglementation qu’en cas d’utilisation de l’eau de pluie pour le lavage du linge. Néanmoins, il
apparait justifié de recommander la mise en place d’une désinfection dès lors que des usages
dans l’habitat des eaux de pluie stockées sont envisagés.
Figure IV-16. Contamination du système par un biofilm en été sur le site 2
II.2.3.2 Efficacité de la désinfection
Sur chacun des sites, un fonctionnement avec une désinfection UV a été testé. A l’observation
des résultats des analyses microbiologiques en fonction de la provenance des eaux distribuée,
il est clair que, quelque soit l’importance et la nature de la pollution microbiologique des eaux
stockées dans la cuve, la désinfection UV permet de distribuer une eau non contaminée par les
microorganismes suivis.
Néanmoins, il est important de souligner que la mise en route de la désinfection UV doit être
réalisée sur un système non contaminé. En effet, sur le deuxième site, la campagne d’analyse
d’eau distribuée après désinfection a été menée dès la mise en eau du système puis le système
a fonctionné sans désinfection. Suites aux plaintes des usagers en période estivale et par
principe de précaution, la désinfection UV a été remise en fonctionnement. Or, le système de
distribution en aval de la désinfection reste alors contaminé et la qualité de l’eau distribuée est
alors parfois moins bonne que celle des eaux stockées dans la cuve. Une javellisation du
système a été nécessaire pour permettre de retrouver des analyses microbiologiques négatives
dans l’eau distribuée après désinfection.
- 129 -
II.2.4 Analyses mulivariées
L’analyse en composantes principales a été utilisée pour observer l’impact des différentes
provenances de l’eau distribuée sur sa qualité. En effet, cette qualité est déterminée à la fois
par les paramètres physico-chimiques et microbiologiques. La Figure IV-17 et la Figure IV-19
présentent le cercle des corrélations respectivement pour le premier site et le deuxième site.
Dans les deux cas, les deux premières composantes rassemblent près de 60 % de l’inertie
totale du jeu de données initial. La Figure IV-18 pour le premier site et la Figure IV-20 pour
le deuxième site correspondent aux différents prélèvements représentés dans le plan formé par
les deux premières composantes principales F1 et F2. La différence de qualité entre les eaux
issues du réservoir d’appoint en eau potable et celles provenant de la cuve apparaît clairement
sur ces figures. De plus, ces représentations illustrent la variabilité de la qualité de l’eau
distribuée lorsque l’eau est pompée dans la cuve de stockage des eaux de pluie. En effet, la
filtration secondaire modifie peu la qualité de l’eau et l’étude de la qualité des eaux ruisselées
collectées a fait l’objet de la partie III de ce manuscrit. A l’observation de la dispersion des
points représentatifs des eaux distribuées après désinfection, il est clair que l’utilisation d’un
réacteur UV permet de garantir une qualité d’eau plus stable et exempte de contamination
fécale.
- 130 -
1
K+
0,75
COT
Turbidité
pH
TA
F2 (13,24 %)
0,5
0,25
Ca2+
0
Couleur
-0,25
NH4+
NO3E.Coli
Entérocoques
FT 36°C
PO43-
FT22°C
2+
Mg
Conductimétrie
Dureté
TAC+ClNa
SO42-
-0,5
Température
-0,75
-1
-1
-0,75
-0,5
-0,25
0
0,25
0,5
0,75
1
F1 (39,82 %)
Figure IV-17. ACP sur la matrice de données issue du suivi de la qualité de l’eau distribuée sur
le site 1 – Cercle des corrélations selon les axes F1 et F2
Une variable est d’autant mieux représentée qu’elle est proche du bord du cercle.
6
4
F2 (13,24 %)
2
0
-2
-4
-6
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
F1 (39,82 %)
Les eaux distribuées proviennent le plus souvent de la cuve de stockage des eaux ruisselées (ronds
oranges). Elles peuvent également être pompées dans le réservoir d’appoint en eau du réseau public
(triangles bleus) ou subir une désinfection (carrés noirs).
La taille des points est proportionnelle à la somme des cosinus carré des observations sur F1 et
F2. Une observation, donc un prélèvement, est donc d’autant mieux représentée dans ce plan que le
symbole est gros.
- 131 -
1
pH
0,75
Dureté Mg2+
TAC
Na+ 2SO4
F2 (22,77 %)
0,5
0,25
Conductimétrie
Ca2+
-
NO3
Cl-
0
-0,25
E. Coli
Entérocoques
-0,5
-0,75
K+
Température
PO43NH4+
Couleur
Turbidité FT 22°C
FT 36°C
COT
-1
-1
-0,75
-0,5
-0,25
0
0,25
0,5
0,75
1
F1 (39,59 %)
12
F2 (22,77 %)
8
4
0
-4
-8
-16
-12
-8
-4
0
4
8
12
16
F1 (39,59 %)
Les eaux distribuées proviennent le plus souvent de la cuve de stockage des eaux ruisselées (ronds
oranges). Elles peuvent également être pompées dans le réservoir d’appoint en eau du réseau public
(triangles bleus) ou subir une désinfection (carrés noirs).
La taille des points est proportionnelle à la somme des cosinus carré des observations sur F1 et
F2. Une observation, donc un prélèvement, est donc d’autant mieux représentée dans ce plan que le
symbole est gros.
- 132 -
II.3 Conclusions
L’eau distribuée par le système peut provenir de la cuve de récupération ou d’un réservoir
d’appoint alimenté par le réseau d’eau public, de façon à assurer la continuité de distribution.
D’un point de vue physico-chimique, la qualité de l’eau distribuée est tout d’abord différente
en fonction de sa provenance, d’où l’intérêt de la détermination d’indicateurs d’état du
système. Le titre alcalimétrique complet et la dureté sont des paramètres pertinents à suivre
dans cette optique. Ensuite, les eaux collectées en aval des toitures et stockées dans la cuve
subissent une filtration secondaire avant d’être distribuées. L’efficacité de cette filtration se
limite à des paramètres tels que la turbidité et la couleur. Ainsi, la qualité des eaux distribuées
pour les usages dans l’habitat reflète la qualité des eaux stockées dans la cuve et leur
variabilité. Enfin, le système de distribution peut être source de pollution en éléments traces
métalliques. Certains métaux présentent en effet des concentrations plus élevées dans les eaux
de distribution que dans les eaux stockées.
Concernant la qualité microbiologique, le principe de la récupération des eaux de pluie dans
l’habitat consiste à utiliser les eaux de pluie stockées pour des usages qui ne nécessitent pas à
priori une qualité d’eau potable comme par exemple l’évacuation des excrétas. Néanmoins, il
n’est pas conseillé d’exposer les usagers à des agents pathogènes. En effet, si la principale
voie d’exposition est la voie orale, la contamination par certains microorganismes tels que
Legionella pneumophila a lieu par inhalation d’aérosols. Or, des aérosols sont susceptibles
d’être émis lors de l’utilisation des chasses d’eau. Le seul moyen de garantir une eau exempte
de pathogènes à l’usager est la mise en place d’une désinfection des eaux de ruissellement de
toiture avant la distribution. L’efficacité de cette désinfection reste assujettie à une certaine
constance dans l’entretien du système. Toute interruption de la désinfection est en effet
susceptible de permettre la croissance d’un biofilm en aval du traitement.
L’utilisation de l’analyse en composante principale a permis d’illustrer la variabilité de la
qualité de l’eau distribuée en fonction de sa provenance parmi les trois possibles : eau pompée
dans la cuve de récupération des eaux de pluie, eau pompée dans le réservoir d’appoint
alimenté par le réseau d’eau public ou eau ayant subie une désinfection ultra-violet.
- 133 -
III QUALITE DES SEDIMENTS DE FOND DE CUVE
III.1 Résultats
Des sédiments ont été prélevés au fond des cuves de stockage après un an de fonctionnement
du système de récupération des eaux de pluie. Ils ont été analysés sur la base de la matière
sèche. Les paramètres déterminés sont les éléments traces métalliques, le di-ethyl-hexylphtalate, les hydrocarbures lourds et légers et les hydrocarbures aromatiques polycycliques.
L’ensemble des résultats est disponible sous forme de tableaux en annexe II.
III.2 Interprétations
III.2.1 Eléments traces métalliques (ETM)
Les concentrations en éléments traces métalliques dans les sédiments sont rapportées dans le
Tableau IV-8. A titre indicatif, les valeurs limites figurant dans l’arrêté du 08/01/98 fixant les
prescriptions techniques applicables aux épandages de boues sur les sols agricoles sont
également fournies dans ce tableau (Arrêté du 8 janvier 1998).
Les sédiments en fond de cuve présentent de fortes concentrations en éléments traces
métalliques. Globalement, les teneurs rencontrées n’atteignent pas les valeurs limites fixées
pour l’épandage des boues issues de stations d’épuration, excepté pour le zinc.
Tableau IV-8. Concentrations en métaux dans les sédiments de fond de cuve des deux sites
Maison individuelle
Cuve de 5 m3
(n=1)
Al
Cd
Cr
Cu
Fe
Ni
Zn
Pb
Hg
Bâtiment collectif
Cuve de 30 m3
(n=1)
Concentrations (mg.kg-1 MS)
58 106,96 ± 3 560,60 34 980,45 ± 2 295,23
2,66 ± 0,23
0,88 ± 0,50
63,28 ± 5,67
68,48 ± 3,73
145,40 ± 23,84
94,84 ± 5,14
21 696,31 ± 3 451,07 21 888,13 ± 4 077,55
29,16 ± 2,65
39,00 ± 3,67
3 825,70 ± 340,37
3 044,12 ± 152,76
105,88 ± 8,91
308,02 ± 51,93
0,27 ± 0,08
0,65 ± 0,43
Valeurs limites
dans les boues
(Arrêté du 8
janvier 1998)
10
1 000
1 000
200
3 000
800
10
De façon à classer les différents métaux analysés en fonction de leur présence préférentielle
dans la phase dissoute ou la phase particulaire, un rapport des concentrations rencontrées dans
chacune des phases a été calculé (Équation IV-1). En effet, il faut mettre en relation les
concentrations trouvées dans les sédiments avec les concentrations quantifiées dans les eaux
stockées dans cette même cuve. Les résultats figurent dans le Tableau IV-9.
Certains métaux tels que le cadmium, le cuivre, le nickel et le zinc se retrouvent
préférentiellement sous forme dissoute tandis que l’aluminium, le chrome, le fer et le plomb
sont très présents sous forme particulaire. Ces résultats sont en accord avec la littérature
(Magyar et al., 2007). Notamment, le plomb s’accumule dans les sédiments (Huston et al.,
2009). Les concentrations moyennes en Pb dans les boues sont de 106 ± 9 mg.kg-1 et de 308 ±
52 mg.kg-1 contre 0,5 ± 0,4 μg.L-1 et 6,0 ± 6,4 μg.L-1 dans les eaux de la même cuve.
- 134 -
Équation IV-1. Critère d’évaluation de la répartition d’un élément trace métallique entre la
phase dissoute et la phase particulaire
concentration moyenne dans la phase dissoute (ng.L−1 )
Rapport =
concentration dans la phase particulaire (mg.kg −1 )
Tableau IV-9. Classement des métaux selon leur présence préférentielle dans la phase dissoute
ou particulaire
Maison individuelle
Bâtiment collectif
3
Cuve de 5 m
Cuve de 30 m3
Ratio défini dans l’Équation IV-1
Al
0
1
Cd
12
74
Cr
3
3
Cu
21
60
Fe
4
10
Ni
14
35
Zn
165
84
Pb
5
19
La présence de Al, Cr, Fe, Pb sous forme particulaire est importante.
La présence de Cd, Ni, Cu, Zn sous forme dissoute est importante.
III.2.2 Di-ethyl-hexyl-phtalate (DEHP)
Les concentrations en di-ethyl-hexyl-phtalate dans les sédiments des deux sites sont
respectivement de 20 236 μg.kg-1 MS pour le site 1 et 44 000 μg.kg-1 MS pour le site 2.
D’importantes concentrations en DEHP ont été retrouvées dans les sédiments des deux sites.
En effet, il présente une forte affinité pour la matière organique et est donc susceptible d’être
présent dans les phases solides (ADEME, 1996). Le DEHP est un phtalate couramment utilisé
dans la fabrication de plastique PVC. La concentration mesurée est plus élevée sur le bâtiment
collectif. Cette présence résulte donc sans aucun doute des canalisations utilisées pour
acheminer les eaux de ruissellement jusqu’à la cuve. Les longueurs de canalisations sont bien
plus importantes sur le bâtiment collectif que sur la maison individuelle.
- 135 -
III.2.3 Hydrocarbures lourds et légers
Les concentrations en hydrocarbures lourds et légers sont données dans le Tableau IV-10. Les
résultats sont présentés sur la Figure IV-21 pour les hydrocarbures légers et les BTEX.
Les concentrations en hydrocarbures lourds et légers sont plus importantes dans les sédiments
du bâtiment collectif avec toiture terrasse bitumée que sur la maison individuelle avec une
toiture en tuiles. Des concentrations plus élevées en hydrocarbures pétroliers tels que le
toluène ont déjà été rapportées pour des eaux de ruissellement issues d’une toiture goudronnée
(Polkowska et al., 2002).
Tableau IV-10. Concentrations en hydrocarbures lourds et légers dans les sédiments des cuves
des deux sites
Maison individuelle
Bâtiment collectif
(n=1)
(n=1)
Equivalent huiles minérales
Equivalent hydrocarbures totaux
Indice hydrocarbure
490
754
753
1 536
2 199
2 194
Indice C5 à C11
Toluène
1,397
2,038
4,983
4,983
-1
Concentrations (μg.kg MS)
160
140
Maison individuelle en zone rurale
120
Bâtiment collectif en zone périurbaine
100
80
60
40
20
ne
Et
hy
lb
en
zè
ne
Et
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lto
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2,
3
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Be
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0
Figure IV-21. Concentrations en hydrocarbures légers et BTEX dans les sédiments de fond de
cuve des deux sites
- 136 -
III.2.4 Hydrocarbures aromatiques polycycliques
Les concentrations en hydrocarbures aromatiques polycycliques dans les sédiments des deux
sites sont illustrées par la Figure IV-22. Les congénères ont été classés selon leur poids
moléculaire : du plus faible (Naphtalène) au plus élevé (Benzo(g,h,i)perylène).
Les concentrations en HAP dans les eaux stockées en cuve étaient rarement quantifiables (<
0,01 μg.L-1 pour chaque congénère), mais elles sont importantes dans les sédiments. Les
propriétés physiques et chimiques des HAP varient selon leur poids moléculaire et leur
structure. Excepté le naphtalène, les HAP sont très peu solubles dans l’eau (ADEME, 1996).
Tous ces composés sont lipophiles, apolaires et peu biodégradables. Leur caractère lipophile
augmente avec le poids moléculaire. Cette propriété leur confère un important potentiel
d'adsorption sur les particules en suspension dans l'air ou dans l'eau (Agence de l'eau SeineNormandie, 1997). Ils sont chimiquement stables mais photo-sensibles. Les concentrations
sont plus élevées dans les sédiments de la cuve de la maison individuelle. Or, les HAP qui
vont contaminer l'environnement sont d'origine naturelle ou anthropique. Les HAP se forment
au cours des processus de pyrolyse ou de combustion incomplète de matières organiques
telles que le charbon, le bois, les huiles, le tabac, les déchets ou les aliments (cuisson, séchage,
fumage) (Agence de l'eau Seine-Normandie, 1997). Les quantités et la nature des HAP formés
dépendent de la température, de la durée de combustion et de la disponibilité de l'oxygène. Or,
la maison individuelle assure son chauffage en hiver à l’aide d’une chaudière à bois. La
présence d’une cheminée sur la toiture de ce site peut être à l’origine de dépôts de HAP,
ensuite lessivés par les eaux de pluie.
Maison individuelle en zone rurale
1 200
-1
Concentrations en HAP (μg.kg MS)
1 400
Bâtiment collectif en zone périurbaine
1 000
800
600
400
200
Py
o(
rè
a)
ne
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th
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cè
ne
Be
C
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0
Figure IV-22. Concentrations en hydrocarbures aromatiques polycycliques dans les sédiments
de fond de cuve des deux sites
- 137 -
III.3 Conclusions
Le phénomène de sédimentation qui intervient dans la cuve entraîne une accumulation de
certains polluants dans la phase particulaire. Ainsi, les métaux se retrouvent en quantité
importante dans les boues de fond de cuve. Les sédiments sont également chargés en
hydrocarbures légers et lourds, et en micropolluants organiques tels que les hydrocarbures
aromatiques polycycliques. L’importance de cette pollution est fonction des caractéristiques
du site telles que la présence d’une cheminée ou les longueurs de canalisations nécessaires.
Etant donné les concentrations rencontrées, il est important d’éviter la remise en suspension
des sédiments de fond de cuve, notamment grâce à des systèmes tranquillisateurs. De plus, la
vidange annuelle de la cuve imposée par la réglementation (Arrêté du 21 août 2008) apparait
justifiée pour maintenir une bonne qualité des eaux stockées vis-à-vis des polluants physicochimiques.
Les sédiments de fond de cuve sont marqués par une pollution en métaux lourds et en
hydrocarbures. Ils peuvent être comparés aux sédiments de curage de voies navigables. Or, il
n’existe pas à l’heure actuelle de valeur seuil reconnue juridiquement de définition du degré
de pollution de ce type de sédiments. En fait, dès lors que les sédiments sont des “sousproduits’’ d’une activité, le curage, qui ne vise pas à exploiter un matériau particulier en vue
de son utilisation, il est clair qu’ils constituent un bien meuble qui est destiné à l’abandon. En
ce sens, ils relèvent de la règlementation relative aux déchets. Ils peuvent donc être classifiés
en trois catégories : déchets inertes, déchets non-dangereux, déchets dangereux. Il faut
pratiquer des tests de lixiviation à cet effet.
- 138 -
CONCLUSION
Tout d’abord, les eaux météorites sont de bonne qualité physico-chimique, mais leur qualité
microbiologique est très variable. Le lessivage de la toiture et des polluants qui se sont
accumulés à sa surface s’accompagne d’une détérioration globale de la qualité des eaux
collectées en aval. La pollution métallique dépend non seulement de la nature de la surface de
collecte mais aussi de celle des descentes pluviales.
Ensuite, l’eau distribuée par le système peut provenir de la cuve de récupération ou d’un
réservoir d’appoint alimenté par le réseau d’eau public, de façon à assurer la continuité de
distribution. D’un point de vue physico-chimique, la qualité de l’eau distribuée est tout
d’abord différente en fonction de sa provenance. Le titre alcalimétrique complet et la dureté
sont alors de bons indicateurs d’état du système. En fonctionnement normal, la qualité des
eaux distribuées pour les usages dans l’habitat reflète la qualité des eaux stockées dans la cuve
et leur variabilité, même si la filtration secondaire écrête les pics de turbidité et de couleur.
Néanmoins, certains métaux présentent des concentrations plus élevées dans les eaux de
distribution que dans les eaux stockées. Concernant la qualité microbiologique, le seul moyen
de garantir une eau exempte de pathogènes à l’usager est la mise en place d’une désinfection
des eaux de ruissellement de toiture avant la distribution. L’efficacité de cette désinfection
reste assujettie à une certaine constance dans l’entretien du système. Toute interruption de la
désinfection est, en effet, susceptible de permettre la croissance d’un biofilm en aval du
traitement. L’utilisation de l’analyse en composante principale a permis d’illustrer la
variabilité de la qualité de l’eau distribuée en fonction de sa provenance parmi les trois
possibles : eau pompée dans la cuve de récupération des eaux de pluie, eau pompée dans le
réservoir d’appoint alimenté par le réseau d’eau public ou eau ayant subie une désinfection
ultra-violet.
Enfin, le phénomène de sédimentation qui intervient dans la cuve entraîne une accumulation
de certains polluants dans la phase particulaire. Ainsi, les métaux se retrouvent en quantité
hydrocarbures légers et lourds, et en micropolluants organiques tels que les hydrocarbures
aromatiques polycycliques et le di-ethyl-hexyl-phtalate,. L’importance de cette pollution est
fonction des caractéristiques du site telles que la présence d’une cheminée ou les longueurs de
canalisations nécessaires. Etant donné les concentrations rencontrées, il est important d’éviter
la remise en suspension des sédiments de fond de cuve, notamment grâce à des systèmes
tranquillisateurs. De plus, la vidange annuelle de la cuve imposée par la réglementation
(Arrêté du 21 août 2008) apparait justifiée pour maintenir une bonne qualité des eaux stockées
vis-à-vis des polluants physico-chimiques.
Les principaux résultats obtenus concernant la qualité des eaux dans un système de
récupération des eaux de pluie en aval des toitures et les préconisations associées sont
résumés sur la Figure IV-23.
- 139 -
Ressource
Eaux météorites
Bonne qualité physico-chimique
Présence de microorganismes d’origine environnementale (Aeromonas, Pseudomonas aeruginosa)
Variabilité
Surface de collecte
Augmentation de la pollution microbiologique lors du ruissellement
Pluie intense: pollution fécale (E. coli, entérocoques)
Toiture avec cheminée: source de HAP
Toiture bitumée: source d’hydrocarbures légers et lourds
Traitement de la toiture: source de pesticides (mecoprop)
Eléments métalliques de la toiture : source d’ETM
First-flush
Acheminement
Eaux de ruissellement
Descentes pluviales en zinc : source de zinc
Descentes pluviales en PVC : source de Pb, DEHP
Distribution
Robinet, raccord:
source de Ni, Cu
Stockage
Présence de pathogènes Legionella pneumophila
Saisonnalité
Automne : contamination fécale
Eté : aggravation contamination microbiologique,
présence d’un biofilm
Variabilité
Evènement météorologique particulier
Environnement (rural ou urbain)
Qualité non garantie
Désinfection
Indicateurs de
bascule: TAC, TH
Filtration secondaire
Ecrêtage des pointes en
turbidité et couleur
Maintenance
Sédiments
Accumulation des métaux et des HAP
Tube tranquillisateur
Vidange et désinfection annuelle
Figure IV-23. Bilan sur la qualité des eaux dans un système de récupération des aux de pluie en aval de toiture
- 140 -
PARTIE V
ETUDE DES VOLUMES
SOMMAIRE DE LA CINQUIEME PARTIE
I
SUIVI VOLUMIQUE.............................................................................................................................. 143
I.1
MATERIEL .......................................................................................................................................... 143
I.1.1
Pluviographe ............................................................................................................................... 143
I.1.2
Compteurs ................................................................................................................................... 143
I.1.3
Sonde pour la mesure du niveau dans la cuve............................................................................. 145
I.1.4
Déversoirs pour la mesure du trop-plein .................................................................................... 145
I.1.5
Compteur électrique.................................................................................................................... 145
I.1.6
Acquisition et rapatriement des données..................................................................................... 146
I.2 METHODES......................................................................................................................................... 146
I.2.1
Calcul du volume d’eau de la cuve.............................................................................................. 146
I.2.1.1
Cuve de 5 m3 ...................................................................................................................... 146
I.2.1.2
Cuve de 30 m3 .................................................................................................................... 147
I.2.2
Mesure du volume évacué au trop-plein ..................................................................................... 148
I.2.2.1
Principe.............................................................................................................................. 148
I.2.2.2
Mesure sur le trop-plein de la cuve de 5 m3 ....................................................................... 151
I.2.2.3
Mesure sur le trop-plein de la cuve de 30 m3 ..................................................................... 152
II
ETUDES DE CAS.................................................................................................................................... 153
II.1
MAISON INDIVIDUELLE AVEC CUVE DE 5 M3 ...................................................................... 153
II.1.1 Besoins journaliers en eau pour l’alimentation des chasses d’eau............................................. 153
II.1.2 Taux de satisfaction des besoins en eau ...................................................................................... 154
II.1.3 Coefficient de ruissellement de la toiture et efficacité globale du système ................................. 155
II.1.4 Volume mort de la cuve............................................................................................................... 156
II.2
BATIMENT COLLECTIF AVEC CUVE DE 30 M3 ...................................................................... 157
II.2.1 Besoins journaliers en eau pour l’alimentation des chasses d’eau............................................. 157
II.2.2 Taux de satisfaction des besoins en eau ...................................................................................... 158
II.2.3 Coefficient de ruissèlement de la toiture et efficacité globale du système .................................. 158
II.2.4 Volume mort de la cuve............................................................................................................... 159
II.3
CONCLUSIONS.............................................................................................................................. 159
III
MODELISATION ................................................................................................................................... 160
III.1
PRESENTATION DU MODELE.................................................................................................... 160
III.2
VALIDATION EXPERIMENTALE ............................................................................................... 161
III.2.1
Valeurs utilisées pour les simulations .................................................................................... 161
III.2.2
Maison individuelle avec cuve de 5 m3 ................................................................................... 162
III.2.3
Bâtiment collectif avec cuve de 30 m3 .................................................................................... 163
III.3
SATISFACTION DES BESOINS EN EAU ET DIMENSIONNEMENT ...................................... 163
III.3.1
Maison individuelle avec cuve de 5 m3 ................................................................................... 163
III.3.1.1
Simulation à long-terme..................................................................................................... 163
III.3.1.2
Dimensionnement de la cuve ............................................................................................. 164
III.3.2
Bâtiment collectif avec cuve de 30 m3 .................................................................................... 165
III.4
CONCLUSIONS.............................................................................................................................. 166
CONCLUSION.................................................................................................................................................. 167
- 142 -
I
SUIVI VOLUMIQUE
I.1
Matériel
I.1.1 Pluviographe
Les pluviométries sur site ont été mesurées à l’aide de pluviographes à augets. L’eau de pluie
est collectée dans un cône appelé impluvium et s’écoule via un ajutage calibré vers un auget.
Une fois l’auget rempli, il bascule sous l’effet du déplacement de son centre de gravité, et
l’eau s’évacue. Ensuite, l’auget opposé se remplit à son tour jusqu’au prochain basculement.
A chaque basculement, un dispositif avec une ampoule de mercure couplée aux augets permet
la création d’un contact électrique. Les impulsions électriques sont rapatriées par télégestion.
Les pluviographes à augets sont très répandus et ont l’avantage d’être bon marché. Les
principaux inconvénients sont un étalonnage complexe, la sous-estimation des fortes
intensités et l’obstruction possible de l’ajutage. Dans cette étude, les pluviographes utilisés
sont de marque Précis Mécanique. Ils ont une surface de réception de 1000 cm2 et une
résolution de 0,2 mm. L’impluvium a été nettoyé de façon hebdomadaire. Le volume d’eau
recueilli a été régulièrement comparé au volume d’eau mesuré. L’horizontalité du sol et du
cône ont également été contrôlées. Un pluviographe a été mis en place à côté de la cuve sur le
premier site (Figure V-1) et sur le toit du deuxième site (Figure V-2).
Gaine
Avant
Arrière
Auget
0,25 mm
Evacuation
Figure V-1. Pluviomètre sur le site 1
I.1.2
Figure V-2. Pluviomètre sur le site 2
Compteurs
Sur les deux sites, des compteurs Actaris
avec têtes émettrices ont été installés
(Figure V-3). L’ensemble des compteurs
mis en place est présenté sur la Figure V-4
pour le premier site et sur la Figure V-5
pour le deuxième site. Les principaux
volumes ayant fait l’objet d’un comptage
sont le volume d’appoint en eau potable et
le volume utilisé pour les usages intérieurs
(chasses d’eau).
Figure V-3. Compteurs Actaris sur le site 2
- 143 -
Vers WC
Eau potable
Cint
Vers robinet extérieur
1
Cext
Vers traitement
8
F
CEP
Vers dégrilleur
Eau de la cuve
CEP : compteur eau potable
Crétro : compteur rétrolavage
Cext : compteur extérieur
Cint : compteur intérieur
5
Trop-plein
réservoir
d’appoint
charbon
Compteurs :
4
chaussette
Crétro
7
3
Eau traitée
2
Réservoir appoint
en eau potable
+ pompe
F
9
UV
6
Vannes :
1 : appoint eau potable
2 : vanne d’arrêt
3 : by-pass filtres (Fermée)
4 : entrée filtres
5 : sortie filtres
6 : entrée UV
7 : sortie UV
8 : vers robinet extérieur
9 : by-pass UV (Fermée)
Figure V-4. Schéma du système de réutilisation des eaux de pluie sur le site 1
Figure V-5. Schéma du système de réutilisation des eaux de pluie sur le site 2
- 144 -
I.1.3 Sonde pour la mesure du niveau dans la cuve
Un capteur de niveau modèle CNR de la marque Paratronic a été installé pour mesurer la
hauteur d’eau dans les cuves de récupération des eaux de pluie. Cette sonde est équipée d’une
cellule de mesure piézorésistive pour la mesure de pression et d’un capteur de température
pour une compensation en continue. Les informations collectées sont amplifiées, compensées
et converties en signal électrique.
I.1.4
Déversoirs pour la mesure du trop-plein
Pour le comptage du débit d’eau évacuée par le trop plein
de la cuve du premier site, un bac AQUABAC® pour
mesure de débit sur canal ouvert a été installé en aval de la
cuve (Figure V-6). Il s’agit d’un bac préfabriqué en PVC
comportant un déversoir triangulaire intégré, conforme à
la norme ISO 1438 (AFNOR, mai 2008). Le modèle est
composé d’une fosse tranquillisante, suivie d’un déversoir
pour la mesure et enfin d’un bac de dégagement
permettant de s’assurer de la chute d’eau. Le nettoyage est
rendu facile grâce à un bouchon de purge prévu pour la
vidange.
Une sonde Endress Hauser à ultra-sons modèle Prosonic
M FMU40 a été mise en place pour mesurer la hauteur
d’eau dans le bac et accéder ainsi au débit.
Figure V-6. Site 1 - Aquabac
Sur le deuxième site, un bac pour mesure de débit sur canal ouvert a été dimensionné (voir
I.2.2.3) et maçonné en aval de la cuve pour le comptage du débit d’eau évacuée par le trop
plein de la cuve et celui du filtre dégrilleur (Figure V-7 ; Figure V-8). Une sonde Endress
Hauser à ultra-sons modèle Prosonic M FMU40 a été mise en place pour mesurer la hauteur
d’eau dans le bac et accéder ainsi au débit.
brise-vague
entrées
déversoir
sortie
Figure V-7. Schéma du bac de comptage sur le
site 2
Figure V-8. Bac de comptage sur le site 2
I.1.5 Compteur électrique
Un compteur électrique a été installé sur le deuxième site pour permettre de quantifier la
consommation liée au système. Elle correspond à l’alimentation du bloc de pompage et des
pompes ainsi que celle de l’éventuelle désinfection UV.
- 145 -
I.1.6 Acquisition et rapatriement des données
Les informations collectées par les compteurs, la sonde de niveau dans la cuve, le pluviomètre
et la sonde à ultra-sons pour la mesure du trop-plein sont rapatriées par télégestion. A cet effet,
une armoire de télégestion avec un transmetteur de type Sofrel S 510 a été installée et un
abonnement souscrit pour la transmission des informations par GSM (Global System for
Mobile Communications).
I.2
I.2.1
Méthodes
Calcul du volume d’eau de la cuve
I.2.1.1 Cuve de 5 m3
La cuve installée sur le premier site est composée de deux modules de 2,5 m3 soudés par
extrusion soufflage. Le calcul du volume d’eau dans la cuve a été réalisé à l’aide du tableau
de jaugeage fourni sur la Figure V-9. Plus précisément, les points situés en dessous du niveau
toujours présent en fond de cuve ont été exclus pour réaliser une régression linéaire utilisée
pour les calculs (Figure V-10). La présence inévitable de ce volume résiduel s’explique par la
bascule sur le réservoir d’appoint qui a automatiquement lieu en dessous d’une consigne de
hauteur minimale.
Figure V-9. Tableau de jaugeage de la cuve de 5 m3 sur le site 1
- 146 -
Figure V-10. Régression linéaire utilisée pour le calcul du volume dans la cuve du site 1
I.2.1.2 Cuve de 30 m3
La cuve installée sur le deuxième site est cylindrique. Le calcul du volume d’eau stocké a été
obtenu directement à partir de la hauteur d’eau mesurée à l’aide de l’Équation V-1 issue d’une
démonstration mathématique. Les grandeurs caractéristiques nécessaires au calcul sont
illustrées par la Figure V-11. La longueur de la cuve est 11,62 m, son rayon est égal à 1,02 m
et le trop-plein se situe à 1,60 m du fond.
Équation V-1. Calcul du volume d’eau dans la cuve cylindrique
R−H
V = R 2 L(arccos
−
R
sin(2 arccos
2
R−H
)
R )
H est la hauteur d’eau, R est le rayon de la cuve, L est la longueur de la cuve
H, R et L doivent êtres exprimés en mètres
- 147 -
Figure V-11. Grandeurs caractéristiques de la cuve du site 2
I.2.2
Mesure du volume évacué au trop-plein
I.2.2.1 Principe
Les grandeurs caractéristiques d’un déversoir sont illustrées par la Figure V-12.
Figure V-12. Schéma d’un déversoir triangulaire à mince paroi
B est la largeur du canal d’approche
L est la distance entre le point de mesure et le déversoir
hp est la hauteur de pelle, c’est-à-dire la hauteur entre le bas du déversoir et le fond du canal
α est l’angle d’échancrure du déversoir
h est la hauteur de la lame d’eau mesurée par le déversoir
- 148 -
Les déversoirs triangulaires sont classés en deux catégories en fonction de leur angle
d’échancrure α :
- pour α compris entre π/9 et 5π/9 radians soit 20° et 100°, on définit des déversoirs
triangulaires à section partiellement contactée ;
- pour α spécifique, on parle de déversoirs contractés.
Cette définition est fondée sur les caractéristiques géométriques du déversoir comme indiqué
dans le Tableau V-1.
Tableau V-1. Définition des sections partiellement ou complètement contractées pour les
déversoirs triangulaires
Section partiellement contractée
h/hp1,2
h/B0,4
0,05mh0,60m
hp0,10m
B0,60m
Section complètement contractée
h/hp0,4
h/B0,2
0,05mh0,38m
hp0,45m
B0,90m
Pour un angle compris ente π/9 et 5π/9 radians (20° et 100°), le débit Q est calculé par la
relation de Kindsvater et Carter (1957) donnée en Équation V-2.
Équation V-2. Relation de Kindsvater et Carter
8 5/ 2
α he tan 2 g
15
2
α est l’angle d’échancrure en radians, he la hauteur d’eau effective en mètres, Ce le
coefficient de débit et g = 9,81 m.s-2
Q = Ce
La hauteur d’eau effective he est calculée par la relation : he= h + Kh
Kh est une grandeur expérimentale permettant de compenser les influences combinées de la
tension superficielle et de la viscosité de l’eau.
h hp
Le coefficient de débit Ce est une fonction de trois variables : Ce = f , , α h B
p
Les valeurs de Ce et Kh sont données par des abaques en fonction des caractéristiques
géométriques du déversoir.
Pour des échancrures différentes de π/2 radians, les effets de h/hp et hp/B sont négligeables,
pour des échancrures petites par rapport à la section du chenal d’approche. Dans ces
conditions, Ce et Kh ne dépendent que de l’angle α et sont déterminés grâce aux abaques
présentés en Figure V-13 et Figure V-14.
- 149 -
Figure V-13. Coefficient Ce pour un déversoir triangulaire avec απ
π/2 radians (90°), d’après NF X 10311
Figure V-14. Valeur de Kh pour une déversoir triangulaire avec απ
π/2 radians (90°), d’après NF
X 10-311
- 150 -
Pour une échancrure α=π/2, la valeur de Kh est constante et égale à 0,00085 m et les valeurs
de Ce sont indiquées par un autre abaque présenté en Figure V-15 .
Figure V-15. Coefficient Ce pour un déversoir triangulaire triangulaire avec α=π
π/2 radians
(90°), d’après NF X 10-311
I.2.2.2 Mesure sur le trop-plein de la cuve de 5 m3
Le bac de comptage installé sur le premier site est un AQUABAC® commercialisé par la
société Aqualyse. Il comprend un déversoir à section partiellement contractée avec un angle
d’échancrure de 52,8° soit 0,94 radians. Ces principales caractéristiques sont fournies dans le
Tableau V-2. Pour ce type de déversoir, la lecture des abaques conduit à Ce = 0,58 et Kh = 1,2
mm. La hauteur d’eau maximale qui peut être mesurée est de 100 mm. Le débit est calculé à
partir de la hauteur d’eau mesurée par une sonde Endress Hauser et la relation de Kinsvater et
Carter (Équation V-2). Ce bac permet une mesure jusqu’à 8 m3.h-1 (Figure V-16). Le volume
surversé est ensuite calculé sur le pas de temps d’acquisition des données qui est de 5 min. La
méthode des trapèzes a été appliquée de façon à lisser les calculs.
Tableau V-2. Caractéristiques du bac de comptage et du déversoir associé sur le site 1
Angle échancrure
Hauteur de pelle
Largeur du canal à l'amont
- 151 -
hp
B
52,8°
0,285 m
0,25 m
9,00
8,00
Débit Q (m3.h-1)
7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Hauteur de lame h (mm)
Figure V-16. Relation hauteur – débit pour l’Aquabac installé sur le site 1
I.2.2.3 Mesure sur le trop-plein de la cuve de 30 m3
Sur le deuxième site, le dimensionnement du bac de comptage a été réalisé pour permettre une
mesure de débit jusqu’à 60 m3.h-1. La formule pratique de Thomson donné en Équation V-3
permet de calculer la hauteur de lame d’eau correspondante qui est de 0,22 m.
Équation V-3. Formule de Thomson
Q = 1,40 × h 2,5
La hauteur de pelle hp, la largeur du canal B et la distance de la sonde au déversoir L ont été
déterminées pour que les conditions du Tableau V-1 soient respectées. Les résultats du
dimensionnement du bac de comptage et du déversoir associé installé sur le deuxième site
sont présentés dans le Tableau V-3.
Par définition, Kh est égal à 0,85 mm pour ce déversoir et la lecture sur l’abaque adapté
fournit Ce= 0,65. Une sonde (Endress Hauser) pour la mesure de hauteur a été placée à 1 m en
amont du déversoir. Le débit est alors calculé à l’aide de la relation de Kinsvater et Carter
(Équation V-2). Le volume surversé est ensuite obtenu en multipliant ce débit par le pas de
temps d’acquisition des données qui est de 5 min. La méthode des trapèzes a été appliquée de
façon à lisser les calculs.
Tableau V-3. Résultat du dimensionnement du bac de comptage et du déversoir sur le site 2
l
j
Angle échancrure
Hauteur du triangle
Largeur triangle à la base
Cotés du triangle
Largeur du canal à
l'amont
Largeur des joues
Hauteur de pelle
Longueur du canal entre
le point de mesure et le
déversoir
h
l
C
90°
0,22 m
0,44 m
0,31 m
B
0,65 m
j
hp
0,105 m
0,25 m
L
1m
j
h
C
C
hp
B
- 152 -
II ETUDES DE CAS
Deux systèmes de récupération des eaux de pluie en aval de toitures et réutilisation dans
l’habitat ont fait l’objet d’un suivi des volumes pendant une année. L’usage de l’eau de pluie
étudié est l’alimentation des chasses d’eau. Les principales caractéristiques de ces deux études
de cas sont détaillées dans le Tableau V-4.
Tableau V-4. Principales caractéristiques des deux études de cas
Type de
toiture
En pente
En tuiles
Terrasse
Bitumée
Site
Maison
individuelle
Bâtiment
collectif
Surface de
collecte (m2)
Volume de
la cuve (m3)
Occupation
Nombre de
chasses d’eau
204
5
4 personnes
2
1 650
30
~ 60 personnes
8
II.1 Maison individuelle avec cuve de 5 m3
II.1.1 Besoins journaliers en eau pour l’alimentation des chasses d’eau
Les besoins journaliers en eau au cours de l’étude pour l’alimentation des chasses d’eau sont
présentés sur la Figure V-17. Les volumes d’eau utilisés à l’intérieur de l’habitat varient au
cours de l’année en fonction de la fréquentation de la maison et sont compris entre 0 et 309 L
par jour. Une consommation anormale de 2 731 L a été constatée le 28 juillet 2009. Il
s’agissait d’un disfonctionnement du flotteur de la chasse d’eau. Si l’on exclut cette valeur, la
consommation journalière moyenne de la famille est de 120 L par jour, ce qui correspond à
30 L par personne, soit 3,3 chasses d’eau par personne et par jour. Cette consommation
représente 22 % de la consommation domestique moyenne d’un français, à savoir 137 L par
jour (CIEau, 2010). Or, en France, environ 20 % de l’eau domestique sont utilisés pour
l’évacuation des excrétas (CIEau, 2010). La famille utilisant le pilote étudié présente donc des
pratiques de consommation représentatives pour l’usage considéré.
3 000
1
2 800
0,9
2 400
0,8
2 200
1 800
0,6
1 600
0,5
1 400
1 200
0,4
1 000
0,3
800
Alimentation des chasses d'eau
Hauteur mesurée par la sonde
600
0,2
400
0,1
200
28/02/10
14/02/10
31/01/10
17/01/10
03/01/10
20/12/09
06/12/09
22/11/09
08/11/09
25/10/09
11/10/09
27/09/09
13/09/09
30/08/09
16/08/09
02/08/09
19/07/09
05/07/09
21/06/09
07/06/09
24/05/09
10/05/09
26/04/09
12/04/09
29/03/09
0
15/03/09
0
Figure V-17. Besoins journaliers en eau pour l’alimentation des deux chasses d’eau du site 1
- 153 -
Hauteur (m)
0,7
2 000
01/03/09
Besoins journaliers en eau (L)
2 600
II.1.2 Taux de satisfaction des besoins en eau
Le taux de satisfaction des besoins en eau est une mesure de la quantité d’eau qui a été
conservée par rapport à la demande globale pour l’alimentation des chasses d’eau. Son calcul
est présenté par l’Équation V-4.
Équation V-4. Calcul du taux de satisfaction des besoins en eau
WSE =
Wt − M t
× 100
Wt
WSE (water saving efficiency) est le taux de satisfaction des besoins en eau
Wt (total water) est le volume total délivré pour l’alimentation des chasses d’eau en m3
Mt (total mains water) est le volume total d’appoint provenant du réseau d’eau public en m3
Le suivi volumique de la maison individuelle a été réalisé de mars 2009 à février 2010. Cette
période correspond à une pluviométrie de 766 mm répartie sur 174 jours de pluie dont 40 %
présentaient des pluies inférieures à 2 mm.
Les résultats du calcul du taux de satisfaction des besoins en eau mensuels sont présentés dans
le Tableau V-5. Le système a fonctionné avec un appoint en eau potable durant environ
quinze jours au mois de mars, quelques jours en juillet et de mi-août à fin septembre. Ces
épisodes représentent 53 jours soit 15 % de la période d’étude durant lesquels 6 m3 d’eau ont
été utilisés soit 13 % de la consommation totale. Le taux de satisfaction des besoins en eau
varie de 52 % en septembre à 100 %. A titre de comparaison, une étude similaire réalisée en
Grande–Bretagne sur une installation avec une cuve de 2,032 m3 et une occupation variant
entre 3 et 5 personnes a conduit à des taux de satisfaction des besoins en eau mensuels
compris entre 4 et 100 % (Fewkes, 1999). Durant l’année d’étude, 48 m3 d’eau ont été
nécessaires pour satisfaire les besoins de la famille pour l’alimentation des deux chasses d’eau.
Cette consommation a pu être assurée par les 43 m3 d’eau de pluie collectés et le complément
par de l’eau provenant du réseau d’eau public. Le taux de satisfaction des besoins en eau
annuel correspondant est de 87 %.
Tableau V-5. Taux de satisfaction des besoins en eau sur le site 1 de mars 2009 à février 2010
Mois
Mars
Avril
Mai
Juin
Juillet
Août
Septembre
Octobre
Novembre
Décembre
Janvier
Février
Minimum
Maximum
Totaux
Appoint
Pluviométrie Besoins
Eau de pluie
Taux de satisfaction
en eau du
(mm)
en eau (L)
consommée (L) des besoins en eau (%)
réseau (L)
30
4 114
1 041
3 073
75
185
4 164
629
3 535
85
12
3 577
0
3 577
100
47
3 001
0
3 001
100
29
6 827
1 225
5 602
82
48
3 790
1 667
2 123
56
26
3 218
1 560
1 658
52
50
3 602
0
3 602
100
126
3 705
0
3 705
100
84
4 142
0
4 142
100
64
4 264
0
4 264
100
67
3 835
0
3 835
100
12
3 001
0
1 658
52
185
6 827
1 667
5 602
100
766
48 239
6 122
42 117
87
- 154 -
II.1.3 Coefficient de ruissellement de la toiture et efficacité globale du système
Le calcul du coefficient de ruissellement est présenté par l’Équation V-5. Ce coefficient
permet d’apprécier les pertes dues au ruissellement et fonction du matériau du toit, ainsi que
les pertes qui ont pu avoir lieu avant la cuve, comme par exemple des éclaboussures ou des
débordements de gouttières. Le calcul de l’efficacité globale du système est présenté par
l’Équation V-6. Elle permet de rapporter le volume d’eau de pluie utilisé pour les usages, au
volume qui était théoriquement disponible.
Équation V-5. Calcul du coefficient de ruissellement de la toiture
Cf =
Vc t
Pt .10 −3 × A
avec
Vct = Wt − M t + Ot
Cf (roof runoff coefficient) est le coefficient de ruissellement de la toiture
Vct (total volume counted) est le volume total d’eau de pluie compté en m3
Mt (total mains water) est le volume total d’appoint en eau du réseau d’eau public en m3
Ot (total overflow) est le volume total déversé au trop-plein de la cuve en m3
Pt (precipitation) est la pluviométrie totale en mm
A (area) est la surface de la toiture en m2
Équation V-6. Calcul de l’efficacité globale du système
OE =
Vu t
avec
Pt .10 −3 × A
Vu t = Wt − M t
OE (overall efficiency) est l’efficacité globale du système
Vut (total volume used) est le volume total d’eau de pluie utilisé en m3
Mt (total mains water) est le volume total d’appoint en eau du réseau d’eau public en m3
Pt (precipitation) est la pluviométrie totale en mm
A (area) est la surface de la toiture en m2
Un bilan volumique a été réalisé sur la période d’avril 2009 à fin février 2010. En effet, il est
possible de calculer le volume total ruisselé sur la toiture pendant l’année en multipliant la
surface du toit par la pluviométrie mesurée, soit 150 m3 entrant dans le système. Le volume
total compté est de 76 m3. Le rapport du volume compté sur le volume ruisselé conduit à un
coefficient de pertes moyen sur l’année de 0,5. Cette valeur est faible pour une toiture en
tuiles. En effet, d’après la littérature le coefficient de ruissellement d’une toiture en tuiles en
pente est compris entre 0,8 et 0,9 (Lee and Visscher, 1996; Gromaire-Mertz, 1998; Fewkes,
1999). En fait, le pas de temps de cinq minutes utilisé pour la mesure du trop-plein s’est
révélé être inadapté car trop long. Ainsi, le volume évacué par le trop-plein de la cuve a été
surestimé, ce qui conduit à une sous estimation de la valeur du coefficient de ruissellement.
Le volume d’eau de pluie consommé pour l’alimentation des chasses d’eau comparé au
volume total théoriquement ruisselé sur la toiture conduit à une efficacité globale du système
de 26 %. En fait, il a été constaté que les pluies inférieures à 2 mm ne donnaient pas lieu à un
ruissellement sur la toiture. De plus, sur le système de récupération étudié, le filtre dégrilleur
en entrée de la cuve est rétrolavé automatiquement une fois par semaine. La fréquence de
nettoyage est indépendante de la météo. Ainsi, si une pluie a lieu juste après le nettoyage
entrainant un colmatage du filtre par des feuilles (Figure V-18), celui-ci restera colmaté
jusqu’au rétrolavage suivant. Or, le ruissellement sur ce site entraine beaucoup de feuilles car
il y a de nombreux arbres à proximité. Ce colmatage peut pénaliser la quantité d’eau de pluie
- 155 -
récupérée en aval de la toiture. Ainsi, la maintenance du système est importante pour
maintenir son efficacité.
Figure V-18. Colmatage du filtre dégrilleur en entrée de la cuve du site 1
28/02/10
14/02/10
31/01/10
17/01/10
03/01/10
20/12/09
06/12/09
22/11/09
08/11/09
25/10/09
11/10/09
27/09/09
13/09/09
30/08/09
16/08/09
02/08/09
19/07/09
05/07/09
21/06/09
07/06/09
24/05/09
10/05/09
26/04/09
12/04/09
29/03/09
15/03/09
01/03/09
II.1.4 Volume mort de la cuve
Les pluviométries journalières et le volume d’eau stocké dans la cuve sont présentés sur la
Figure V-19. Lorsque le système bascule sur l’appoint en eau par le réseau d’eau public, le
volume résiduel est d’environ 1 100 L. Ce volume non disponible pour le stockage est non
négligeable puisqu’il représente 20 % du volume théorique de la cuve. Il est donc important
de bien distinguer le volume réellement disponible pour le stockage des eaux de pluies et le
volume théorique annoncé commercialement.
0
5 000
4 500
5
4 000
3 500
15
3 000
2 500
20
2 000
25
1 500
30
1 000
Fonctionnement sur eau potable
35
40
Pluviométrie
Volume dans la cuve
500
0
Figure V-19. Pluviométrie journalière et volume d’eau dans la cuve pour le site 1
- 156 -
Volume (L)
Pluviométrie (mm)
10
II.2 Bâtiment collectif avec cuve de 30 m3
II.2.1 Besoins journaliers en eau pour l’alimentation des chasses d’eau
Les besoins journaliers en eau pour l’alimentation des huit chasses d’eau du deuxième site
sont présentés par le Tableau V-6 et la Figure V-20. Les consommations du bâtiment reflètent
la fréquentation des locaux. Ainsi, les consommations sont très différentes selon la période
considérée : jours ouvrés, week-end, jours fériés ou périodes de vacances. La consommation
moyenne en semaine est de l’ordre de 1,1 m3.
Suite à la contamination du système par un biofilm durant la période estivale, plusieurs
nettoyages des systèmes de chasses d’eau ont été nécessaires. Les opérations de démontage et
remontage ont entrainé des disfonctionnements et des consommations excessives d’eau au
mois de juillet et d’août.
Tableau V-6. Besoins journaliers en eau pour l’alimentation des chasses d’eau sur le site 2
Consommation journalière (L)
Minimum
Maximum
moyenne
Week-end
0
187
37
Jours fériés
35
195
104
Périodes de
4 043
345
25
0
vacances
(337)
(191)
19 040
1 279
Jours ouvrés
232
85
(5 795)
(1 136)
Les valeurs entre parenthèses correspondent aux consommations, celles dues aux mauvais
fonctionnements des chasses d’eau en période estivale ayant été écartées.
n
106
3
26 000
1,6
24 000
1,4
20 000
16 000
1
14 000
0,8
12 000
10 000
0,6
8 000
Alimentation des chasses d'eau
Hauteur mesurée par la sonde
6 000
0,4
4 000
0,2
2 000
22/10/10
08/10/10
24/09/10
10/09/10
27/08/10
13/08/10
30/07/10
16/07/10
02/07/10
18/06/10
04/06/10
21/05/10
07/05/10
23/04/10
09/04/10
26/03/10
12/03/10
26/02/10
12/02/10
29/01/10
15/01/10
01/01/10
18/12/09
04/12/09
20/11/09
0
06/11/09
0
Figure V-20. Besoins journaliers en eau pour l’alimentation des huits chasses d’eau du site 2
- 157 -
Hauteur (m)
1,2
18 000
23/10/09
Besoins journaliers en eau (L)
22 000
II.2.2 Taux de satisfaction des besoins en eau
Le suivi volumique du bâtiment collectif a été réalisé de novembre 2009 à octobre 2010. Cette
période correspond à une pluviométrie de 721 mm répartie sur 168 jours de pluie dont 39 %
présentaient des pluies inférieures à 2 mm.
Les résultats du calcul du taux de satisfaction des besoins en eau mensuels sont présentés dans
le Tableau V-7. Un appoint en eau potable du réseau d’eau public n’a été nécessaire qu’au
mois de juillet à cause des mauvais fonctionnements des chasses d’eau à cette période. Le
taux de satisfaction des besoins est globalement de 100 %. Durant l’année d’étude, 311 m3
d’eau ont été nécessaires pour satisfaire les besoins pour l’alimentation des huit chasses d’eau.
Cette consommation a pu être assurée par 296 m3 d’eau de pluie collectés et le complément
par de l’eau provenant du réseau d’eau public. Le taux de satisfaction des besoins en eau
annuel correspondant est de 95 %.
Tableau V-7. Taux de satisfaction d es besoins en eau sur le site 2 de novembre 2009 à octobre
2010
Mois
Novembre
Décembre
Janvier
Février
Mars
Avril
Mai
Juin
Juillet
Août
Septembre
Octobre
Minimum
Maximum
TOTAUX
Pluviométrie Besoins en
(mm)
eau (L)
72
52
50
30
32
18
136
149
25
22
41
91
18
149
721
21 038
16 784
22 139
20 699
26 513
23 604
26 640
30 363
55 079
21 621
25 640
20 522
16 784
55 079
310 642
Appoint en
eau du
réseau (L)
0
0
0
0
0
0
0
0
14 483
57
0
0
0
14 483
14 540
Eau de pluie Taux de satisfaction
consommée des besoins en eau
(L)
(%)
21 038
100
16 784
100
22 139
100
20 699
100
26 513
100
23 604
100
26 640
100
30 363
100
40 596
74
21 564
100
25 640
100
20 522
100
16 784
74
40 596
100
296 082
95
II.2.3 Coefficient de ruissèlement de la toiture et efficacité globale du système
Un bilan volumique a été réalisé sur la période de décembre 2009 à fin octobre 2010. En effet,
il est possible de calculer le volume total ruisselé sur la toiture pendant l’année en multipliant
la surface du toit par la pluviométrie mesurée, soit 1 062 m3 entrant dans le système. Le
volume total compté est de 1 015 m3. Le rapport du volume compté sur le volume ruisselé
conduit a un coefficient de pertes moyen sur l’année de 0,96. Cette valeur est élevée mais
compatible avec les ordres de grandeur rencontrés dans la littérature (Lee and Visscher, 1996;
Gromaire-Mertz, 1998). Néanmoins, le pas de temps de cinq minutes utilisé pour la mesure du
trop-plein n’a permis qu’une estimation des volumes d’eau surversés au trop-plein de la cuve,
d’où une incertitude importante sur cette valeur. Le volume d’eau de pluie consommé pour
l’alimentation des chasses d’eau comparé au volume total théoriquement ruisselé sur la toiture
conduit à une efficacité globale du système de 25 %. Globalement, les pluies inférieures à 2
mm ne donnaient pas lieu à une augmentation du niveau d’eau dans la cuve. Sur ce site, le
filtre dégrilleur en entrée de cuve est surdimensionné et son nettoyage a été assuré une fois
par mois. Il n’a pas été colmaté durant l’étude.
- 158 -
22/10/10
08/10/10
24/09/10
10/09/10
27/08/10
13/08/10
30/07/10
16/07/10
02/07/10
18/06/10
04/06/10
21/05/10
07/05/10
23/04/10
09/04/10
26/03/10
12/03/10
26/02/10
12/02/10
29/01/10
15/01/10
01/01/10
18/12/09
04/12/09
20/11/09
06/11/09
35 000
0
30 000
10
Pluviométrie (mm)
25 000
20
20 000
30
15 000
40
10 000
50
60
Volume d'eau dans la cuve (L)
23/10/09
II.2.4 Volume mort de la cuve
Les pluviométries journalières et le volume d’eau stocké dans la cuve sont présentés sur la
Figure V-21. Lorsque le système bascule sur l’appoint en eau par le réseau d’eau public, le
volume résiduel est d’environ 2 500 L. Ce volume non disponible pour le stockage représente
8 % du volume théorique de la cuve.
5 000
Pluviométrie
Volume dans la cuve
Fonctionnement sur eau potable
0
Figure V-21. Pluviométrie journalière et volume d’eau dans la cuve pour le site 1
II.3 Conclusions
Cette étude a permis de suivre pendant un an les volumes consommés par deux installations
de récupération des eaux de pluie à deux échelles différentes : celle d’une maison individuelle
et celle d’un bâtiment collectif. Les eaux de pluie collectées étaient réutilisées dans l’habitat
pour l’alimentation des chasses d’eau.
Les eaux de pluie collectées n’ont pas permis de couvrir totalement les besoins en eau de la
maison individuelle. Un recours au réseau d’eau public a donc été nécessaire à plusieurs
reprises au cours de l’année. La quasi-totalité des besoins en eau du bâtiment collectif a été
satisfaite grâce à la récupération d’eau de pluie.
Les retours d’expériences disponibles grâce à ces deux études de cas sont résumés ci-après.
Tout d’abord, la bascule du système de pompage sur un réservoir d’appoint a lieu lorsque le
niveau d’eau dans la cuve atteint un niveau minimum. Cela se traduit par la présence d’un
volume mort qui est non négligeable sur la maison individuelle. Ensuite, sur les deux sites,
des disfonctionnement des chasses d’eau ont été à l’origine de fuites. La démarche de
récupération des eaux de pluie vise à économiser la ressource, il convient donc de l’associer à
une vigilance vis-à-vis des fuites. Enfin, un entretien régulier du système, notamment le
nettoyage du dégrilleur, est nécessaire afin de ne pas pénaliser les capacités de récupération et
donc l’efficacité globale du système.
- 159 -
III MODELISATION
III.1 Présentation du modèle
Un modèle simple permettant de reproduire le comportement d’une cuve de récupération et de
réutilisation des eaux de pluie a été développé sous MS Excel. Il s’agit d’un modèle au pas de
temps journalier. Pour s’affranchir du paramètre hauteur d’eau minimum entrainant la bascule
sur l’appoint en eau potable, le modèle repose sur le volume d’eau disponible dans la cuve.
Les informations nécessaires sont le volume de stockage maximum (Tmax), la surface du toit
(A) et le coefficient de ruissellement (Cf). Les données d’entrée sont ensuite la pluviométrie
(Pi) et les besoins en eau journaliers (Wi).
Dans la littérature, un modèle simplifié utilisant seulement un coefficient de ruissellement,
donc une perte proportionnelle à la pluviométrie, a produit des résultats acceptables (Fewkes,
1999). Souvent, une perte initiale est néanmoins également prise en compte (Pratt and Parker,
1987; Fewkes, 1999). Dans cette étude, les pluies non-ruisselantes ont été écartées (Pmin) et un
terme de pertes initiales a donc été ajouté (L) pour affiner le modèle.
Une mise en équation du comportement hydraulique du système permet alors de calculer le
volume ruisselé sur la toiture (Ri), le volume d’eau de pluie stocké dans la cuve (Ti), l’appoint
en eau potable du réseau d’eau public réalisé (Mi), le volume surversé au trop-plein de la cuve
(Oi). Des totaux sur la période simulée sont également disponibles concernant le volume
d’eau de pluie consommé, le volume surversé, le volume d’appoint en eau de réseau d’eau
public, le taux de couverture des besoins en eau et le nombre de jours où la cuve est « vide ».
La mise en équation est présentée sur la Figure V-22 et les données d’entrées et de sorties sont
illustrées par la Figure V-23.
Pi
Ri=AxPixCf-L
Non
Ti=0
Ti-1+Ri-Wi0
Wi
Oui
Oui
Ti=0
Mi=Wi-Ri-Ti-1
Non
Ti-1+Ri-WiTmax
Mi=0
Oui
Ti=Tmax
Ti-1+Ri-Wi –Ti<0
Oui
Oi=0
Non
Non
Ti=Ti-1+Ri-Wi
Oi=Ti-1+Ri-Wi-Ti
Pi
Wi
pluviométrie
besoins en eau
A
Cf
Tmax
L
surface de la toiture
coefficient de ruissellement
volume maximum de stockage
perte initiale
Ri
Ti
Mi
Oi
volume ruisselé
volume stocké
appoint en eau potable
volume surversé
Figure V-22. Mise en équation du comportement hydraulique du système de récupération des
eaux de pluie
- 160 -
Figure V-23. Schéma récapitulatif des données d’entrées et de sorties du modèle
III.2 Validation expérimentale
III.2.1 Valeurs utilisées pour les simulations
Pour les deux sites, les données de sorties simulées ont été comparées aux valeurs mesurées
expérimentalement lors des deux études de cas afin de tester la validité du modèle.
Pour réaliser la simulation, les surfaces de toiture, les besoins en eau et les pluviométries
réelles ont été utilisées. Les coefficients de ruissellement ont été pris égaux à 0,9, ce qui est
fréquemment rencontré dans la littérature. Les pluies inférieures à 2 mm ont été considérées
comme non ruisselantes, d’où le calcul des volumes de pertes initiales en multipliant cette
pluviométrie minimale par la surface de collecte. Les volumes disponibles pour le stockage
des eaux de pluie ont été obtenus en soustrayant le volume mort au volume théorique.
L’ensemble des valeurs utilisées pour lancer la simulation sont récapitulées dans le Tableau
V-8.
Tableau V-8. Valeurs utilisées pour les simulations
A
Cf
Pmin
L
Tmax
Pi
Wi
Date de début
Date de fin
Maison individuelle
204 m2
Bâtiment collectif
1 655 m2
0,9
2 mm
408 L
3 310 L
3,848 m3
30,027 m3
Valeurs journalières mesurées lors des deux
études de cas
05/03/09
23/10/09
28/02/10
18/10/10
- 161 -
III.2.2 Maison individuelle avec cuve de 5 m3
Les principaux résultats issus de la simulation et les valeurs expérimentales correspondantes
sont fournis dans le Tableau V-9. La comparaison des valeurs simulées et des valeurs
expérimentales pour le volume d’eau stocké dans la cuve est présentée sur la Figure V-24.
Tableau V-9. Comparaison des totaux simulés et expérimentaux pour le site 1
Total sur la période considérée
Volume d’eau de pluie
Wt-Mt
3
consommé (m )
Volume d’appoint (m3)
Mt
3
Besoins en eau (m )
Wt
Taux de couverture des
WSE
besoins (%)
Nombre de jour où la cuve est vide (jours)
Simulation
43
Expérimental
42
4,8
48
90
6,1
48
87
34
53
3
Volume d'eau dsiponible dans la cuve (m )
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
Expérimental
Simulation
03/03/2009
13/03/2009
23/03/2009
02/04/2009
12/04/2009
22/04/2009
02/05/2009
12/05/2009
22/05/2009
01/06/2009
11/06/2009
21/06/2009
01/07/2009
11/07/2009
21/07/2009
31/07/2009
10/08/2009
20/08/2009
30/08/2009
09/09/2009
19/09/2009
29/09/2009
09/10/2009
19/10/2009
29/10/2009
08/11/2009
18/11/2009
28/11/2009
08/12/2009
18/12/2009
28/12/2009
07/01/2010
17/01/2010
27/01/2010
06/02/2010
16/02/2010
26/02/2010
0,0
Figure V-24. Volume d’eau stocké dans la cuve du site 1 : comparaison des valeurs simulées et
des valeurs expérimentales
Lors de l’évènement indiqué par la flèche, l’eau de pluie ruisselée a été évacuée par le trop-plein
au lieu d’être stockée, en raison du colmatage du filtre dégrilleur en entrée de la cuve.
Globalement, les volumes totaux calculés sur la période de simulation sont du même ordre de
grandeur que ceux mesurés expérimentalement sur le terrain. Néanmoins, les résultats prédits
par le modèle restent plus optimistes que la réalité en ce qui concerne le taux de satisfaction
des besoins en eau et le nombre de jours où la cuve est vide. Les volumes d’eau dans la cuve
sont globalement bien représentés par le modèle. Néanmoins pour certaines pluies, les valeurs
simulées sont supérieures aux valeurs expérimentales. Les écarts constatés s’expliquent par
des colmatages du filtre dégrilleur, lesquels donnent lieu à un passage au trop-plein alors que
la cuve n’est pas pleine.
- 162 -
III.2.3 Bâtiment collectif avec cuve de 30 m3
Les principaux résultats issus de la simulation et les valeurs expérimentales correspondantes
sont fournis dans le Tableau V-10. La comparaison des valeurs simulées et des valeurs
expérimentales pour le volume d’eau stocké dans la cuve est présentée sur la Figure V-25.
Tableau V-10. Comparaison des totaux simulés et expérimentaux pour le site 2
Total sur la période considérée
Wt-Mt
3
consommé (m )
Volume d’appoint (m3)
Mt
3
Besoins en eau (m )
Wt
WSE
besoins (%)
Nombre de jour où la cuve est vide (jours)
Simulation
299
Expérimental
293
8,4
307
97
14,6
307
95
6
4
3
Volume d'eau dsiponible dans la cuve (m )
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
Expérimental
Simulation
23/10/2009
02/11/2009
12/11/2009
22/11/2009
02/12/2009
12/12/2009
22/12/2009
01/01/2010
11/01/2010
21/01/2010
31/01/2010
10/02/2010
20/02/2010
02/03/2010
12/03/2010
22/03/2010
01/04/2010
11/04/2010
21/04/2010
01/05/2010
11/05/2010
21/05/2010
31/05/2010
10/06/2010
20/06/2010
30/06/2010
10/07/2010
20/07/2010
30/07/2010
09/08/2010
19/08/2010
29/08/2010
08/09/2010
18/09/2010
28/09/2010
08/10/2010
18/10/2010
0,0
des valeurs expérimentales
Une bonne adéquation entre les grandeurs calculées et mesurées sur le terrain peut être
soulignée. Les volumes d’eau dans la cuve sont globalement bien représentés par le modèle.
III.3 Satisfaction des besoins en eau et dimensionnement
III.3.1 Maison individuelle avec cuve de 5 m3
III.3.1.1 Simulation à long-terme
Le modèle s’étant révélé adapté à la simulation du comportement hydraulique du système de
récupération – réutilisation des eaux de pluie, une simulation à long-terme a été menée pour la
maison individuelle. Les pluviométries journalières mesurées par Météo France à Albi, soit à
- 163 -
40 km du site d’étude, pour la période 1990-2009 ont été utilisées. Pour chaque année de
simulation, le comportement quant à l’utilisation des chasses d’eau de la famille occupant la
maison est considéré comme identique à celui observé lors de l’étude de cas. La
consommation anormale résultant d’un disfonctionnement du flotteur de la chasse d’eau a été
éliminée et remplacée par la valeur moyenne de consommation, soit 120 L. Les résultats des
vingt années de simulation sont présentés dans le Tableau V-11.
Tableau V-11. Résultats de la simulation sur 20 ans pour le site 1
Année
Pluviométrie
(mm)
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
Minimum
Maximum
TOTAUX
737
695
1 055
819
810
980
918
641
606
886
787
586
764
591
678
598
557
630
828
763
557
1055
14 928
Besoins
en eau
(L)
43 838
43 838
43 958
43 838
43 838
43 838
43 958
43 838
43 838
43 838
43 958
43 838
43 838
43 838
43 958
43 838
43 838
43 838
43 958
43 838
43 838
43 958
877 360
Appoint en
eau du
réseau (L)
3 221
0
758
6 050
1 634
0
0
2 543
522
1 023
0
2 799
1 933
5 701
0
2 661
1 526
2 472
2 156
1 703
0
6 050
36 702
Eau de pluie
consommée
(L)
40 617
43 838
43 200
37 788
42 204
43 838
43 958
41 295
43 316
42 815
43 958
41 039
41 905
38 137
43 958
41 177
42 312
41 366
41 802
42 135
37 788
43 958
840 658
Taux de
satisfaction des
besoins en eau (%)
93
100
98
86
96
100
100
94
99
98
100
94
96
87
100
94
97
94
95
96
86
100
96
Le taux de satisfaction des besoins en eau annuel varie entre 85 et 100 %. La simulation sur
vingt ans montre que 829 m3 d’eau potable peuvent être substitués par de l’eau de pluie, ce
qui correspond à une moyenne de 42 m3 par an. Or, la consommation annuelle d’eau d’un
français est de 137 L par jour soit 50 m3 par an (CIEau, 2010). Ainsi, l’utilisation d’une
installation de récupération des eaux de pluie et leur réutilisation pour l’alimentation des
chasses d’eau permet de substituer 21 % de l’eau domestique utilisée pour le foyer étudié.
III.3.1.2 Dimensionnement de la cuve
Les taux de satisfaction des besoins en eau en fonction de différents volumes de stockage
disponibles ont été calculés à l’aide du modèle. Dans un premier temps, les besoins en eau
mesurés sur l’année de suivi expérimentale ont été utilisés. Dans un second temps, cette
même série de mesure a été corrigée en supprimant la consommation anormale due au
disfonctionnement de la chasse d’eau. Enfin, les taux de satisfaction des besoins en eau issus
- 164 -
de la simulation sur vingt années consécutives ont permis de vérifier la pertinence des valeurs
obtenues. Les résultats sont représentés sur la Figure V-26.
Le taux de satisfaction des besoins en eau augmente avec le volume de stockage disponible
jusqu’à atteindre une asymptote. Il a été considéré que le volume de stockage optimal était
atteint lorsqu’une augmentation du taux de satisfaction des besoins en eau devenait inférieure
à 1 % pour une augmentation du volume disponible de 0,5 m3. Avec ce critère, un taux de
satisfaction des besoins en eau de 97 % peut-être atteint pour un volume de stockage de 6,5
m3, et de 5 m3 si la fuite est éliminée. La simulation longue durée confirme cette valeur. Il est
évident que la fuite pénalise les performances du système.
Le volume théorique de la cuve mise en place sur le premier site est de 5 m3. Cette cuve est
donc apparemment adaptée pour l’alimentation des chasses d’eau d’une famille moyenne.
Néanmoins, du fait de la présence d’un volume mort non négligeable, 20 % du volume
théorique ne sont en réalité pas disponibles pour le stockage des eaux de pluie. Pour un
volume réellement disponible de 3,85 m3, le taux de satisfaction des besoins en eau est
diminué. Il est donc important de prendre en compte le volume mort inhérent à la conception
de certains systèmes lors du dimensionnement des cuves de récupération des eaux de pluie.
Taux de satisfaction des besoins en eau (%)
100
90
80
70
1 an - Avec la fuite
1 an - Sans la fuite
20 ans - Sans la fuite
60
50
40
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
7,5
8
8,5
9
3
Volume disponible (m )
Figure V-26. Taux de satisfaction des besoins en eau en fonction du volume de stockage
disponible sur le site 1
III.3.2 Bâtiment collectif avec cuve de 30 m3
La variation du taux de satisfaction des besoins en eau en fonction du volume de stockage
disponible est présentée sur la Figure V-27.
En considérant le même critère que précédemment, un taux de satisfaction des besoins en eau
de 90 % peut être atteint pour un volume de stockage de 21 m3. Le volume mort de cette cuve
représente 8 % du volume théorique voisin de 32 m3, soit un volume réellement disponible
pour le stockage des eaux de pluie de 30 m3. Le volume de la cuve installée sur le bâtiment
- 165 -
collectif est donc surestimé par rapport aux usages qui sont l’alimentation des chasses de huit
chasses d’eau.
Ce surdimensionnement ajouté à la faible fréquentation des locaux du bâtiment durant la
période estivale a sans doute contribué à la dégradation de la qualité de l’eau durant l’été et à
la contamination du système par un biofilm.
Taux de satisfaction des besoins en eau (%)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
3
Volume disponible (m )
disponible sur le site 2
III.4 Conclusions
Le comportement hydraulique des systèmes de récupération d’eau de pluie a été modélisé
sous forme d’équations. Ce modèle réalisé sous MS Excel a été validé à l’aide des données
expérimentales issues des deux études de cas. Il a ensuite été utilisé pour discuter le
dimensionnement des deux cuves mises en place. Il est, en effet, important d’optimiser la
taille de la cuve pour limiter le temps de stockage des eaux de pluie d’une part et ne pas
pénaliser la rentabilité économique de l’installation d’autre part.
Concernant les deux installations étudiées, un volume de stockage de 5 m3 apparait adapté à la
maison individuelle. Néanmoins, il convient de distinguer volume de cuve commercial et
volume réellement disponible pour le stockage des eaux de pluie. La cuve installée sur le
bâtiment collectif est surdimensionnée par rapport aux usages. Un volume de 21 m3
permettrait en effet un meilleur compromis entre investissement et taux de satisfaction des
besoins en eau.
- 166 -
CONCLUSION
Les deux systèmes de récupération des eaux de pluie en aval de toitures à deux échelles
différentes ont fait l’objet d’un suivi des volumes collectés et consommés pour l’alimentation
des chasses d’eau durant une année de fonctionnement. Des équipements de mesure
spécifiques ont pour cela dû être mis en place.
Les caractéristiques des deux études de cas réalisées et les principaux résultats associés sont
résumés dans le Tableau V-12. Ces valeurs expérimentales ont servi de support à la réalisation
d’une évaluation économique (annexe III).
Tableau V-12. Principaux résultats du suivi volumique des deux sites
Surface de collecte
Volume de la cuve
Nombre de chasses d’eau
alimentées
Occupation
Besoins en eau
Volume d’eau potable
substitué par de l’eau de
pluie
besoins en eau
Maison individuelle
204 m2
5 m3
Bâtiment collectif
1 655 m2
30 m3
2
8
4 personnes
48 m3
~ 60 personnes
311 m3
43 m3
296 m3
87 %
95 %
Un modèle de simulation du fonctionnement hydraulique des systèmes de récupération des
eaux de pluie a été développé et validé avec les données acquises sur site. Dans cette étude,
les pluies non-ruisselantes ont été écartées, et le modèle comprend un terme de pertes
proportionnelles et un terme de pertes initiales.
La comparaison des grandeurs expérimentales et simulées a permis de mettre en évidence
l’importance de l’entretien de ces types de système pour ne pas pénaliser leurs rendements. Il
est également important de noter la présence d’un volume mort dans les cuves de récupération,
dû au système de bascule sur un réservoir d’appoint, nécessaire à la continuité de service.
Les variations du taux de satisfaction des besoins en eau sur les vingt dernières années ont été
simulées pour la maison individuelle, à l’aide des pluviométries journalières. Ce taux vaut
96 % sur vingt ans, et varie entre 86 et 100 % selon l’année considérée.
La variation du taux de satisfaction des besoins en eau en fonction du volume de stockage
disponible a été évaluée pour les deux échelles étudiées. Ce taux augmente avec le volume de
stockage disponible jusqu’à atteindre une asymptote. Cette étude permet de visualiser
l’optimum entre taux de satisfaction des besoins en eau et volume de la cuve de stockage, qui
est directement lié au coût.
- 167 -
PARTIE VI
EVALUATION D’IMPACT
ENVIRONNEMENTAL
SOMMAIRE DE LA SIXIEME PARTIE
I
L’ANALYSE DE CYCLE DE VIE (ACV)............................................................................................ 170
I.1
I.2
II
DEFINITION........................................................................................................................................ 170
METHODOLOGIE .............................................................................................................................. 171
DEFINITION DES OBJECTIFS ET DU CHAMP DE L’ETUDE ..................................................... 172
II.1
PRINCIPE........................................................................................................................................ 172
II.2
II.2.1 Objectifs et systèmes comparés ................................................................................................... 172
II.2.2 Unité fonctionnelle ...................................................................................................................... 172
II.2.3 Périmètre d’analyse et scénarios ................................................................................................ 172
II.2.4 Arbre des processus .................................................................................................................... 173
II.3
ACV 2 : COMPARAISON DE L’UTILISATION D’EAU DE PLUIE AVEC L’UTILISATION DE
L’EAU DU RESEAU PUBLIC A L’ECHELLE DE LA MAISON INDIVIDUELLE ................................. 175
II.3.1 Objectifs et systèmes comparés ................................................................................................... 175
II.3.2 Unité fonctionnelle ...................................................................................................................... 175
II.3.3 Périmètre d’analyse et scénarios ................................................................................................ 175
II.3.4 Arbre des processus .................................................................................................................... 176
III
INVENTAIRE DU CYCLE DE VIE ..................................................................................................... 177
III.1
PRESENTATION DE LA DEMARCHE ........................................................................................ 177
III.1.1
Données d’intrants ................................................................................................................. 177
III.1.2
Données d’émissions et d’extractions .................................................................................... 177
III.1.3
Résultat de l’inventaire........................................................................................................... 177
III.1.4
Qualité des données................................................................................................................ 177
III.2
ACV 1 : INVENTAIRE DU CYCLE DE VIE DE LA RECUPERATION DES EAUX DE PLUIE
III.2.1
Inventaire des données d’intrants........................................................................................... 180
III.2.2
III.3
ACV 2 : INVENTAIRE DU CYCLE DE VIE DE LA PRODUCTION D’EAU POTABLE POUR
III.3.1
Inventaire des données d’intrants........................................................................................... 181
III.3.2
IV
EVALUATION DES IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX .............................................................. 182
IV.1
IV.2
V
PRINCIPE........................................................................................................................................ 182
PRESENTATION DES METHODES D’ANALYSE DE L’IMPACT ........................................... 183
RESULTATS ET INTERPRETATIONS.............................................................................................. 185
V.1
V.1.1 Comparaison des systèmes.......................................................................................................... 185
V.1.2 Contribution des processus élémentaires aux catégories de dommages..................................... 189
V.1.3 Contribution des processus unitaires aux catégories d’impacts intermédiaires ......................... 190
V.2
ACV 2 : RESULTATS COMPARATIFS POUR LA SUBSTITUTION DE L’EAU DU RESEAU
PUBLIC PAR DE L’EAU DE PLUIE ........................................................................................................... 193
V.2.1 Comparaison des systèmes.......................................................................................................... 193
V.2.2 Contribution des opérations unitaires aux catégories d’impacts intermédiaires........................ 194
CONCLUSION ................................................................................................................................................. 196
- 169 -
L'objectif de cette partie est d'évaluer les impacts environnementaux potentiels des deux
installations de récupération des eaux de pluie pour l’alimentation des chasses d’eau
présentées précédemment.
Ce bilan s'inscrit dans une démarche de type « Analyse de Cycle de Vie » (ACV)
attributionnelle qui est une méthode de diagnostic environnemental fondé sur un inventaire
des intrants et des rejets vers les différents compartiments environnementaux occasionnés par
la production d'un bien ou d'un service.
D’une part, deux échelles différentes ont été comparées : celle de la maison individuelle et
celle du bâtiment collectif. D’autre part, l’utilisation d’eaux de pluie pour l’alimentation des
chasses d’eau a été comparée à l’utilisation d’eau du réseau d’eau public à l’échelle de la
maison individuelle.
Ce chapitre est organisé en cinq parties. La première rappelle ce qu’est une ACV, les trois
parties suivantes décrivent la méthodologie utilisée et la dernière partie présente les résultats
d’évaluation.
I
I.1
L’ANALYSE DE CYCLE DE VIE (ACV)
Définition
Les effets environnementaux des produits (ou services) doivent être considérés depuis
l’extraction des matières premières jusqu’à la fin de vie (stockage ultime des déchets). C’est
l’objet de l’Analyse de Cycle de Vie (ACV) qui permet une approche globale dite « du
berceau à la tombe » (Figure VI-1).
Transformation, Fabrication,
Matières premières
Produit
Service
Mise en Œuvre
Valorisation
Centre de
stockage
des déchets
Figure VI-1. Méthode de l'ACV « du berceau à la tombe »
L’ACV est une méthode de référence pour l’évaluation environnementale multicritère d’un
produit ou service. Elle a l’avantage d’éviter les déplacements de pollution car un cycle
complet est considéré.
L’ACV est un outil d’aide à la décision : il permet d’évaluer les points faibles et les points
forts de différentes alternatives. L’ACV peut être utilisée pour de nombreuses applications :
création de labels, démarche d’éco-conception, optimisation de logistique, diminution de la
consommation d’énergie, diminution de la consommation de matières premières (Gabrielle
and Gagnaire, 2007; Suer and Andersson-Sköld, 2011).
- 170 -
I.2
Méthodologie
La méthode employée est inspirée de la méthodologie préconisée par le Society of
Environment Toxicology Chemistry (SETAC). Elle s’appuie sur les normes européennes NF
EN ISO 14040 (AFNOR, octobre 2006a) qui décrit les principes et cadres de l’ACV et NF
EN ISO 14044 (AFNOR, octobre 2006b) qui explicite les exigences et lignes directrices de
l’ACV.
Une ACV comprend quatre étapes (Figure VI-2).
Définition des objectifs
et du champ de l’étude
Inventaire du
cycle de vie
Résultats &
Interprétation
Évaluation des
impacts
environnementaux
Figure VI-2. Différentes étapes de l’analyse de cycle de vie, d’après AFNOR, octobre 2006a
La définition des objectifs permet de poser le problème avec précision. L’étape
d’inventaire permet de dresser un tableau détaillé des entrées de matières premières et
d’énergies utilisées par le système, et des rejets solides, liquides ou gazeux en sortie.
L’analyse des impacts a pour objectif de relier les émissions répertoriées en entrée et en
sortie aux problèmes environnementaux réels. L’interprétation permet d’interpréter les
résultats obtenus dans chacune des phases précédentes et d’évaluer les incertitudes.
- 171 -
II DEFINITION DES OBJECTIFS ET DU CHAMP DE L’ETUDE
II.1 Principe
Cette première phase de l’ACV permet de poser le problème, de définir les objectifs et le
champ de l’étude. Elle analyse ensuite l’unité fonctionnelle définie par la norme AFNOR NF
EN ISO 14040 comme « la référence à laquelle sont rapportées les quantités mentionnées
sous l’inventaire » (AFNOR, octobre 2006a). Lors d’une étude comparative, il est en effet
essentiel de comparer les systèmes sur la base d’une fonction commune. Il s’agit également
de définir le système et de le modéliser à l’aide d’un arbre des processus. Il s’agit du
diagramme des flux échangés dans le système. Il schématise chaque processus unitaire et
décrit les flux reliant les modules entre eux. Enfin, cette phase précise les scénarios à étudier
et les limites du système considéré.
II.2 ACV 1 : Comparaison de deux systèmes de récupération des eaux de pluie pour
l’alimentation des chasses d’eau à deux échelles différentes
II.2.1 Objectifs et systèmes comparés
Une première analyse de cycle de vie a été réalisée pour comparer les performances
environnementales des deux systèmes de récupération des eaux de pluie précédemment suivis
afin d’étudier un éventuel effet d’échelle.
Les deux systèmes sur lesquels l’analyse environnementale a été réalisée sont donc:
- le système de récupération des eaux de pluie à l’échelle de la maison individuelle ;
- le système de récupération des eaux de pluie à l’échelle du bâtiment collectif.
Les eaux de pluie sont réutilisées dans l’habitat pour l’alimentation des chasses d’eau.
II.2.2 Unité fonctionnelle
Notre analyse calcule l’impact environnemental total de l’alimentation des chasses d’eau pour
une personne pour une journée, ce qui correspond à l’utilisation de 30 L d’eau utilisable pour
l’évacuation des excrétas.
II.2.3 Périmètre d’analyse et scénarios
Le périmètre d’analyse comprend le système de récupération et de réutilisation des eaux de
pluie (Figure VI-3).
La mise en place du système est prise en compte dans la mesure où elle correspond à une
modification de l’existant. La durée de vie de l’installation est estimée à 50 ans. Son
démantèlement et le devenir de déchets alors générés ne sont pas pris en compte.
Concernant le fonctionnement du système, le devenir des eaux évacuées au trop-plein ou
l’assainissement des eaux ayant servi à l’évacuation des excrétas n’est pas pris en compte. Les
deux systèmes sont comparés sur la base d’un fonctionnement pendant 50 années
consécutives.
- 172 -
Devenir des eaux
usées
Devenir des eaux
non collectées
Figure VI-3. Frontières du système pour l’étude des systèmes de récupération des eaux de pluie
Cette première ACV a pour but de comparer la récupération des eaux de pluie sur la maison
individuelle avec la récupération des eaux de pluie sur un bâtiment collectif en termes
d’impacts environnementaux (scénarios RS et BS). Pour chaque système, des scénarios « avec
infrastructures » et « sans infrastructures », « avec désinfection » et « sans désinfection » ont
été étudiés (Tableau VI-1).
Tableau VI-1. Récapitulatif des scénarios étudiés pour la comparaison de deux systèmes de
récupération des eaux de pluie à deux échelles différentes
Scénario
Type
Echelle
RS0
RS1
RS2
RS3
Scénario de base
Scénario variante 1
Maison
individuelle
BS0
BS1
BS2
BS3
Scénario de base
Bâtiment
collectif
Description
Avec désinfection
Infrastructures +
Fonctionnement
Sans désinfection
Avec désinfection
Fonctionnement
Sans désinfection
Infrastructures +
Fonctionnement
Fonctionnement
Avec désinfection
Sans désinfection
Avec désinfection
Sans désinfection
II.2.4 Arbre des processus
Deux arbres des processus ont été établis : le premier correspond à la mise en place du
système de récupération des eaux de pluie donc aux « infrastructures » (Figure VI-4), le
deuxième rassemble les processus élémentaires liés au fonctionnement du système (Figure
VI-5). Les processus unitaires intervenant sont identiques pour les deux systèmes de
récupération des eaux de pluie étudiés quelle que soit l’échelle considérée. En effet, les deux
installations reposent sur le même principe de fonctionnement, mais sont de tailles différentes.
- 173 -
Emissions &
Déchets
Intrants
diesel (pelleteuse)
Excavation
crapaudines
Installation filtration primaire
sable, ciment, gravier,
cuve, tube
tranquilisateur, tuyau
PVC, diesel
(transport+pelleteuse)
Installation stockage
pompe(s), réservoir
d'appoint
Installation pompage
système de filtration
Installation filtration secondaire
réacteur UV
Installation désinfection
tuyaux PER, vannes,
raccords
Installation usages
Figure VI-4. Arbre des processus de la mise en place d’un système de récupération des eaux de
pluie
eau de pluie
Emissions &
Déchets
Intrants
electricité, eau du
réseau public
Pompage
charbon actif, tamis
filtrant
charbon actif usagé,
tamis filtrant usagé
electricité, lampe UV
Désinfection
lampe UV usagée
eau pour l'alimentation des chasses d'eau
Figure VI-5. Arbre des processus du fonctionnement d’un système de récupération des eaux de
pluie
- 174 -
II.3 ACV 2 : Comparaison de l’utilisation d’eau de pluie avec l’utilisation de l’eau du
réseau public à l’échelle de la maison individuelle
II.3.1 Objectifs et systèmes comparés
Une seconde analyse de cycle de vie a été réalisée pour comparer les performances
environnementales de l’utilisation d’eau du réseau public et l’utilisation d’eau provenant d’un
système de récupération des eaux de pluie dans l’habitat pour l’alimentation des chasses d’eau.
L’analyse environnementale a donc été effectuée sur :
- le système de récupération des eaux de pluie de la maison individuelle ;
- l’usine de production d’eau potable alimentant la maison individuelle.
II.3.2 Unité fonctionnelle
De la même manière que précédemment, notre analyse calcule l’impact environnemental total
de l’alimentation des chasses d’eau pour une personne pour une journée, ce qui correspond à
l’utilisation de 30 L d’eau utilisable pour l’évacuation des excrétas.
II.3.3 Périmètre d’analyse et scénarios
Les hypothèses concernant le système de récupération des eaux de pluie ont déjà été
présentées (paragraphe II.2.3).
Le périmètre du système est illustré par la Figure VI-6. La construction de l’usine de
potabilisation et des réseaux de distribution n’a pas été prise en compte dans la mesure où ces
infrastructures sont de toute façon existantes et où leur durée de vie est supérieure à 50 ans.
L’eau potable produite est considérée comme directement utilisée pour l’alimentation des
chasses d’eau. Les deux systèmes sont comparés sur la base d’un fonctionnement pendant 50
années consécutives.
Construction de l’usine et du réseau de distribution
Figure VI-6. Frontières du système pour l’étude de la production d’eau potable
Cette deuxième ACV compare l’utilisation d’eau de pluie et celle d’eau potable pour
l’alimentation des chasses d’eau d’une maison individuelle (scénarios RS et ES). Différents
scénarios ont été étudiés pour le système de récupération des eaux de pluie : « avec
infrastructures » et « sans infrastructures », « avec désinfection » et « sans désinfection »
(Tableau VI-2).
- 175 -
Tableau VI-2. Récapitulatif des scénarios étudiés pour la comparaison du système de
récupération des eaux de pluie à l’échelle de la maison individuelle et la production d’eau
potable
Scénario
Type
Echelle
RS0
RS1
RS2
RS3
Scénario de base
Maison
individuelle
Scénario de base
Usine de
production
d’eau
potable
ES1
Description
Avec désinfection
Infrastructures +
Fonctionnement
Sans désinfection
Avec désinfection
Fonctionnement
Sans désinfection
Fonctionnement
Sans construction de
l’usine et réseaux de
distribution
II.3.4 Arbre des processus
Les arbres des processus correspondant à la mise en place du système récupération d’eau de
pluie et à son fonctionnement pour la maison individuelle ont déjà été présentés (Figure VI-4,
Figure VI-5).
L’arbre des processus pour la production d’eau potable alimentant la maison individuelle est
présenté sur la Figure VI-7.
eau de surface
Emissions &
Déchets
Intrants
electricité, pompes
Pompage
electricité, floculant
(polychlorures d'Al),
sable de décantation
Décantation/floculation
boues
electricité, sable de
filtration
Filtration
sable usagé
electricité, charbon
charbon actif en
grains
Traitement des pesticides
charbon actif usagé
electricité, soude,
acide sulfurique
Ajustement du pH
electricité, réacteurs
UV basse pression,
lampes UV
Stérilisation/ozonation
electricité, Cl2
gazeux
Désinfection
electricité, pompes
Distribution
lampe UV usagée,
réacteurs UV
eau potable
Figure VI-7. Arbre des processus de la production d’eau potable pour la maison individuelle
- 176 -
III INVENTAIRE DU CYCLE DE VIE
III.1 Présentation de la démarche
III.1.1 Données d’intrants
Pour la réalisation de l’inventaire, l’approche processus a été utilisée. Elle consiste à calculer
les flux de références correspondants aux différents processus unitaires. L’ensemble des
intrants et des déchets a été répertorié lors des différentes phases du cycle de vie.
Dans un premier temps, il a fallu collecter les données. Un fichier Excel nommé « calcul
d’inventaire » a été créé à cet effet pour chaque système étudié. Ces fichiers contiennent des
informations brutes relatives à chaque processus unitaire du système. Ils fournissent, par
exemple, la consommation de matériaux, d’électricité, de fioul ou d’autre source d’énergie,
les émissions de polluants vers l’air, l’eau et le sol.
Dans un deuxième temps, les données collectées ont été normalisées. Elles sont ramenées à
l’unité fonctionnelle utilisée. Le calcul se fait en utilisant les volumes annuels consommés
pour l’alimentation des chasses d’eau déterminés lors des deux études de cas (Partie IV de ce
manuscrit). Pour les infrastructures, les données ont également été rapportées à la durée de vie
de l’installation.
Un exemple des feuilles Excel est présenté en annexe IV.
III.1.2 Données d’émissions et d’extractions
Les données d’émissions et d’extractions regroupent les quantités de substances polluantes
émises ainsi que les ressources extraites au cours du cycle de vie du système analysé. Les
facteurs d’émission ou d’extraction donnent la quantité de chaque substance émise ou extraite
par unité d’intrant utilisé. Les différentes bases de données d’Ecoinvent pour les intrants et les
émissions du cycle de vie ont été utilisées.
III.1.3 Résultat de l’inventaire
Les résultats de l’inventaire sont obtenus en multipliant les flux de références obtenus
précédemment sous Excel par les facteurs d’émissions ou d’extraction issus des bases de
données Ecoinvent. Ensuite, les flux élémentaires de même nature peuvent êtres sommés. Le
logiciel Simapro version 7 a été utilisé pour réaliser l’inventaire complet des flux élémentaires.
III.1.4 Qualité des données
Pour évaluer la qualité des données, les indicateurs de données développés par Weidema et
Wesnaes ont été utilisés (Weidema and Wesnaes, 1996). Ces indicateurs concernent la
fiabilité des donnés, l’exhaustivité, les corrélations géographiques, temporelles et
technologiques et la taille de l’échantillon. Pour chacun de ces indicateurs, des scores allant
de 1 (meilleur score) à 5 (plus mauvais score) peuvent être attribués. Les critères permettant
d’attribuer les scores sont présentés dans le Tableau VI-3.
Les facteurs de qualité concernant l’exhaustivité et la taille de l’échantillon n’ont pas été
traités lors de cette étude : leur valeur par défaut est donc de 1. Les critères ont été utilisés
pour évaluer la fiabilité des données et les corrélations technologiques. Concernant les
corrélations temporelle et géographique, la date de notre étude française a été comparée à
l’année et à la zone géographique des données de la fiche Ecoinvent choisie pour chaque
intrant/sortant. Un facteur d’incertitude est ensuite attribué à chacun de ces scores (Tableau
VI-4). Un facteur supplémentaire caractérise l’incertitude de base. Il est égal à 1,05 pour
quasiment tous les intrants/sortants répertoriés et de 2 pour les services de transport (Jolliet et
al., 2010).
- 177 -
La variance avec un intervalle de confiance de 95 % pour chaque intrant/sortant est alors
calculée selon l’Équation VI-1. Les valeurs des différents flux ont été assorties de cette
incertitude lors de la saisie des flux de références sous Simapro.
Équation VI-1. Calcul de la variance avec un intervalle de confiance de 95%
SD95 = exp
ln(U1 ) 2 + ln(U 2 ) 2 + ln(U 3 ) 2 + ln(U 4 ) 2 + ln(U 5 ) 2 + ln(U 6 ) 2 + ln(U b ) 2
U1 est l’incertitude sur la fiabilité
U2 est l’incertitude sur l’exhaustivité
U3 est l’incertitude sur la corrélation temporelle
U4 est l’incertitude sur la corrélation géographique
U5 est l’incertitude sur la corrélation temporelle
U6 est l’incertitude sur la corrélation technologique
Ub est l’incertitude de base
- 178 -
Tableau VI-3. Matrice des indicateurs de qualité de données (Jolliet et al., 2010)
Paramètre
Fiabilité
Exhaustivité
Corrélation
temporelle
Corrélation
géographique
Corrélation
technologique
Taille de
l'échantillon
Score de qualité
2
3
4
5
Estimation qualifiée (par exemple Estimation non qualifiée
Données vérifiées
par un expert industriel)
partiellement basées partiellement basée sur des
hypothèses
sur des hypothèses ou
données non vérifiées
basées sur des mesures
Données
Données
Données représentatives
Données représentatives pour un Représentativité inconnue
représentatives d'un
représentatives d'un
pour un nombre adéquat
petit nombre d’entreprises et pour ou données incomplètes
échantillon suffisant
petit nombre
d’entreprises mais pour des des courtes périodes ou données
provenant d'un petit
d’entreprises sur une
d’entreprises mais
périodes plus courtes
incomplètes pour un nombre
nombre d’entreprises
période adéquate
pour des périodes
adéquat d’entreprises et périodes
et/ou pour des périodes
adéquates
plus courtes
Moins de 6 ans de
Moins de 10 ans de
Moins de 15 ans de différence
Age des données inconnu
Moins de 3 ans de
différence
différence
ou plus de 15 ans de
différence avec
différence
l'année d'étude
Données d'une zone ayant
Données d'une zone
Données de la zone à
Données moyennes
des conditions similaires
inconnue ou zone avec
l'étude
d'une zone plus large
des conditions de
dans laquelle la zone à
production très
l'étude est inclue
différentes
Données sur processus ou
Données sur processus ou
Données de processus et
Données d'entreprises,
matériaux relatifs mais de
matériaux relatifs mais de
matériaux à l'étude mais de
de processus et de
technologies différentes
technologies identiques
différentes technologies
matériaux à l'étude
> 100 mesures
> 20
>10
>= 3
inconnu
continues
1
basées sur des
mesures
Les indicateurs « exhaustivité » et « taille de l’échantillon » n’ont pas été traités lors de cette étude.
- 179 -
Tableau VI-4. Facteurs d’incertitudes par défaut appliqués à la matrice de qualité (Jolliet et al.,
2010)
Score d’indicateur
Fiabilité
Exhaustivité
Corrélation temporelle
Corrélation géographique
Corrélation technologique
Taille de l’échantillon
1
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
2
1,05
1,02
1,03
1,01
1,02
3
1,10
1,05
1,10
1,02
1,20
1,05
4
1,20
1,10
1,20
5
1,50
1,20
1,50
1,10
2,00
1,20
1,50
1,10
Par défaut, les scores pour les facteurs «exhaustivité » et « taille de l’échantillon » sont égaux à 1
dans cette étude.
III.2 ACV 1 : Inventaire du cycle de vie de la récupération des eaux de pluie pour
III.2.1 Inventaire des données d’intrants
Les caractéristiques des différents éléments des deux systèmes de récupération des eaux de
pluie ont été fournies par Sotralentz Habitat via de la documentation technique. Les
consommations en eau et en électricité des installations sont issues de cette étude. Les
données utilisées sont donc de très bonne qualité car issues du terrain (Tableau VI-5).
Les inventaires des données d’intrants correspondants et l’évaluation complète de la qualité
des données sont détaillés en annexe IV.
Tableau VI-5. Qualité des données concernant les deux installations de récupération des eaux de
pluie
Type de données
Origine
Consommation électrique
Quantité de diesel
Quantité de matériaux
(quartz, PEHD, PVC, PP, PER, ABS, acier
inox, PE, acier chromé, SAN, laiton chromé,
charbon actif, polyester, sable, ciment,
gravier…)
Transport
Terrain
Terrain
Terrain
Sotralentz Habitat
Niveau de qualité
(Fiabilité)
Très bon
Très bon
Très bon
Bon
Sotralentz Habitat
Bon
Sotralentz Habitat
Bon
Les résultats de l’inventaire des matières premières concernant les consommations
énergétiques sont présentés dans l’annexe IV.
- 180 -
III.3 ACV 2 : Inventaire du cycle de vie de la production d’eau potable pour
l’alimentation de la maison individuelle
III.3.1 Inventaire des données d’intrants
Les données relatives à la production d’eau potable qui alimente la maison individuelle ont
été obtenues lors d’un entretien avec un expert de Veolia Eau. Les ordres de grandeur ont
ensuite été validés par un autre expert de Veolia eau. Les données utilisées sont donc de
bonne qualité (Tableau VI-6). Les résultats du questionnaire support, l’inventaire des données
d’intrants et l’évaluation complète de la qualité des données sont détaillés en annexe IV.
Tableau VI-6. Qualité des données concernant la production d’eau potable pour la maison
individuelle
Type de données
Origine
Volume d’eau de surface
Quantité de matériaux
(fonte, quartzite, acier inox, polychlorure
d’aluminium, sable, soude, acide sulfurique,
dichlore, quartz…)
Transport
Expert Veolia Eau
Expert Veolia Eau
Niveau de qualité
(Fiabilité)
Bon
Bon
Expert Veolia Eau
Bon
Expert Veolia Eau
Bon
Les résultats de l’inventaire des matières premières concernant les consommations
énergétiques sont présentés en annexe IV.
- 181 -
IV EVALUATION DES IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX
IV.1 Principe
L’évaluation d’impact a pour objectif de relier les extractions et émissions répertoriées lors de
l’inventaire aux impacts environnementaux potentiels.
Elle comprend trois étapes :
-
La première est la classification qui consiste à déterminer quelles émissions contribuent à
quels impacts environnementaux. On définit une série de catégories intermédiaires
correspondant aux problèmes environnementaux retenus. Les résultats de l’inventaire sont
ensuite classifiés dans ces catégories d’impacts, une substance pouvant intervenir dans
plusieurs catégories.
Résultats
d’inventaires
Catégories
intermédiaires
Substance 1
Catégorie 1
Substance 2
Catégorie 2
Substance …
Catégorie …
Substance s
Catégorie i
Figure VI-8. Classification des données d’extractions et d’émissions dans des catégories d’impact
intermédiaires
-
La deuxième étape est la caractérisation intermédiaire qui consiste en la pondération des
émissions/extractions à l’intérieur de chacune des catégories d’impact. Chaque polluant
contribue en effet de manière spécifique aux catégories d’impact retenues. Pour cela, des
facteurs de caractérisation intermédiaires sont utilisés. Ils expriment l’importance relative
des extractions ou des émissions d’une substance dans le contexte d’une catégorie
d’impact intermédiaire spécifique. Pour chaque substance, les masses extraites ou émises
sont multipliées par ces facteurs. Les résultats obtenus sont sommés pour toutes les
substances classées dans une même catégorie d’impact, pour fournir un score d’impact
intermédiaire, souvent exprimé en kg équivalents d’une substance de référence.
Équation VI-2. Calcul du score de d’impact intermédiaire
SI i = FI s ,i × M s
s
Ms est la masse émise ou extraite de la substance s
Fis,i est le facteur de caractérisation intermédiaire de la substance s dans la catégorie i
SIi est le sore de caractérisation intermédiaire pour la catégorie i
- 182 -
-
La dernière étape est la caractérisation des dommages. Elle permet de regrouper les
catégories d’impacts intermédiaires dans les catégories de dommages. Pour cela, des
facteurs de caractérisation de dommages sont utilisés. Les scores d’impact intermédiaires
sont multipliés par ces facteurs. Le score de caractérisation de dommage d’une catégorie
de dommage correspond alors à la somme des résultats obtenus pour les différentes
catégories intermédiaires reliées à cette catégorie de dommage.
Équation VI-3. Calcul du score de caractérisation de dommages
SDd = FDi ,d × SI i
i
SIi est le sore de caractérisation intermédiaire pour la catégorie i
FDi,d est le facteur de caractérisation de dommage reliant la catégorie intermédiaire i à la
catégorie de dommage d
SDd est le sore de caractérisation de dommage pour la catégorie d
L’analyse de l’impact peut comprendre d’autres étapes facultatives qui sont décrites ci-après.
-
Lors de la normalisation, les résultats de la caractérisation des impacts sont rapportés à
des valeurs de normalisation. Cette étape compare la contribution du service considéré à
l’effet total actuel au niveau mondial, continental ou régional pour une catégorie
intermédiaire ou de dommage donnée.
-
Ensuite, des facteurs de pondération peuvent être utilisés pour définir l’importance
relative des scores de caractérisation en se basant sur la valeur sociale relative accordée
aux différentes catégories intermédiaires ou de dommages. Une agrégation finale peut
amener à un indicateur unique ou score unique. Cette dernière étape est généralement
déconseillée par les auteurs.
IV.2 Présentation des méthodes d’analyse de l’impact
Les deux méthodes retenues combinent les approches d’impact intermédiaires et de
dommages : IMPACT 2002+ et ReCiPe 2008. Dans un premier temps, les résultats
d’inventaire sont regroupés dans des catégories d’impact intermédiaires, présentant des
mécanismes ou de voies d’impact similaires. Ces catégories intermédiaires sont ensuite
affectées à des catégories de dommage représentant les changements de qualité de
l’environnement (Tableau VI-7). De plus amples informations sur ces méthodes sont fournies
en annexe IV.
- 183 -
Tableau VI-7. Caractéristiques de deux méthodes d’analyse d’impact utilisées (Jolliet et al.,
2010)
IMPACT 2002+
(Jolliet et al., 2003)
Catégories intermédiaires
Changement climatique
X
Destruction d’ozone stratosphérique
X
Santé humaine
X
Radiations ionisantes
X
Radiations non ionisantes
X
Accidents
Formation de photo-oxydants
X
Acidification
X
Eutrophisation
X
Ecotoxicité
X
Utilisation des sols et perte de l’habitat
X
Extraction d’énergie
X
Extraction de minerais
X
Utilisation des ressources en eau
X
Qualité des sols
Utilisation des ressources biotiques
Catégories de dommages
Santé humaine
X
Environnement naturel biotique
X
Environnement naturel abiotique
X
Ressources naturelles abiotiques
X
Ressources naturelles biotique
Environnement anthropique abiotique
Environnement anthropique biotique
Méthode
- 184 -
ReCiPe
(Goedkoop et al., 2008)
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
V RESULTATS ET INTERPRETATIONS
Cette analyse permet d’une part, de comparer les systèmes entre eux, d’autre part, d’évaluer le
processus unitaire le plus impactant dans un système. Cette partie présente les résultats
obtenus à l’aide de la méthode d’évaluation d’impacts « IMPACT 2002+ ». Les conclusions
de cette étude ont été confirmées à l’aide de la méthode ReCiPe 2008, dont les principaux
résultats sont présentés en annexe IV.
V.1 ACV 1 : Comparaison de deux systèmes de récupération des eaux de pluie pour
V.1.1 Comparaison des systèmes
Les deux systèmes de récupération des eaux de pluie à deux échelles différentes ont été
comparés : celle de la maison individuelle et celle du bâtiment collectif.
Dans un premier temps, l’immobilisation et le fonctionnement ont été pris en compte. Des
scénarios avec et sans désinfection ont été étudiés. Le résultat de chaque scénario est présenté
sur la Figure VI-9 pour chaque catégorie d’impact intermédiaire et sur la Figure VI-10 pour
chaque catégorie de dommage
Dans un second temps, seul le fonctionnement a été pris en compte. Des scénarios avec et
sans désinfection ont été étudiés. Les résultats sont présentés sur la Figure VI-11 par catégorie
d’impact intermédiaire et sur la Figure VI-12 par catégorie de dommage.
- 185 -
RS1
RS0
BS1
BS0
100
90
Pourcentage relatif
80
70
60
50
40
30
20
10
Ef
fe
t
Ef
fe
ts
ca
nc
ér
ig
no
èn
nes
ca
nc
é
Ef
rig
fe
èn
ts
es
re
D
sp
R
es
ad
ira
tru
ia
to
tio
ct
ire
io
ns
s
n
io
de
ni
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Figure VI-9. Scénarios RS1-RS0-BS1-BS0 - Catégories d’impact intermédiaires - Comparaison
des systèmes de récupération des eaux de pluie à deux échelles différentes - IMPACT 2002+
RS1 - Maison individuelle - Immobilisation + Fonctionnement - Sans désinfection
RS0 - Maison individuelle - Immobilisation + Fonctionnement - Avec désinfection
BS1 - Bâtiment collectif - Immobilisation + Fonctionnement - Sans désinfection
BS0 - Bâtiment collectif - Immobilisation + Fonctionnement - Avec désinfection
Les unités de mesures étant différentes pour chaque catégorie d’impact, un classement des
systèmes en utilisant un pourcentage a été utilisé.
RS1
RS0
BS1
BS0
100
90
80
Pourcentage relatif
70
60
50
40
30
20
10
0
Santé humaine
Qualité des écosystèmes
Ressources
Figure VI-10. Scénarios RS1-RS0-BS1-BS0 - Catégories de dommages - Comparaison des
systèmes de récupération des eaux de pluie à deux échelles différentes - IMPACT 2002+
- 186 -
RS3
RS2
BS3
BS2
100
90
80
Pourcentage relatif
70
60
50
40
30
20
10
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Figure VI-11. Scénarios RS3-RS2-BS3-BS2 - Catégories d’impact intermédiaires- Comparaison des
RS3 - Maison individuelle - Fonctionnement - Sans désinfection
RS2 - Maison individuelle - Fonctionnement - Avec désinfection
BS3 - Bâtiment collectif - Fonctionnement - Sans désinfection
BS2 - Bâtiment collectif - Fonctionnement - Avec désinfection
RS3
RS2
BS3
BS2
100
90
80
Pourcentage relatif
70
60
50
40
30
20
10
0
Santé humaine
Qualité des
écosystèmes
Ressources
- 187 -
D’après la comparaison des scénarios RS0 - RS1 pour la maison individuelle et BS0 - BS1
pour le bâtiment collectif, il est clair que la mise en place d’une désinfection UV accentue les
dommages liés à la récupération des eaux de pluie, quelle que soit l’échelle considérée.
Lorsque le système comprend une désinfection, le système de récupération des eaux de pluie
est plus impactant à l’échelle de la maison individuelle qu’à celle du bâtiment collectif, quelle
que soit la catégorie de dommage considérée (comparaison de RS0 et BS0). En effet, le
réacteur UV doit fonctionner en continu sur l’installation indépendamment de la fréquence
d’utilisation des chasses d’eau. Même si le réacteur UV est de plus grande taille sur le
bâtiment collectif, son utilisation rapportée aux volumes d’eau consommés est moins
importante que sur la maison individuelle.
Au contraire, l’échelle du bâtiment collectif apparaît moins intéressante d’un point de vue
environnemental lorsqu’il n’y pas de désinfection (comparaison de RS1 et BS1). En effet,
dans ce cas le processus le plus impactant reste la consommation électrique, qui est alors liée
aux pompes. Or, les pompes sont surdimensionnées sur le bâtiment collectif de façon à
pouvoir satisfaire les huit chasses d’eau en simultané si nécessaire, d’où une consommation
par chasse d’eau plus élevée. Il faut cependant souligner que ces deux derniers scénarios (RS1
et BS1) ne diffèrent que de 10 % à 20 % pour chaque catégorie de dommage, ce qui n’est pas
très élevé étant donné l’importante incertitude qui caractérise les résultats d’une ACV.
Les résultats obtenus avec la méthode d’évaluation d’impact ReCiPe 2008 conduisent aux
mêmes conclusions (Annexe IV).
Une analyse des incertitudes a donc été réalisée pour évaluer la probabilité qu’un scénario soit
plus défavorable que l’autre. Les résultats d’une analyse de Monte-Carlo comprenant 1 000
itérations sont présentés sur la Figure VI-13 avec un intervalle de confiance à 95 %. Ils
confirment qu’en l’absence de désinfection, les impacts environnementaux du bâtiment
collectif sont plus importants que ceux de la maison individuelle.
Les conclusions précédentes restent valables lorsque l’on ne considère que le fonctionnement
du système, en écartant donc les impacts liés à sa mise en place (scénarios RS2, RS3, BS2,
BS3).
Energie primaire non-renouvelable
Eutrophisation terrestre
Acidification aquatique
Occupation des sols
Acidification/eutrophisation terrestre
Ecotoxicité terrestre
Ecotoxicité aquatique
Destruction de la couche d'ozone
Efftes respiratoires
Effets non-cancérigènes
Effets cancérigènes
-100
-80
-60
-40
-20
RS1 < BS1
0
20
40
60
80
100
RS1 >= SB1
Figure VI-13. Scénarios RS1 et BS1 - Analyse d’incertitudes - Monte-Carlo
RS1<BS1 correspond à la probabilité que les impacts du scénario RS1 soient plus faibles que ceux
du scénario BS1
RS1>=BS1 correspond à la probabilité que les impacts du scénario RS1 soient plus importants que
ceux du scénario BS1
- 188 -
V.1.2 Contribution des processus élémentaires aux catégories de dommages
La Figure VI-14 et la Figure VI-15 montrent la contribution des différents processus
élémentaires à la catégorie de dommage « Ressources », respectivement pour le scénario RS0
avec désinfection et RS1 sans désinfection.
2,00
1,80
1,60
MJ primary
1,40
1,20
1,00
0,80
0,60
0,40
0,20
0,00
Uranium naturel, à la mine
souterraine
Uranium naturel, à la mine à
ciel ouvert
Polyethylène, PEHD,
granulé, à l'usine
Procesus restants
Figure VI-14. Scénario RS0 - Catégorie de dommages « Ressources » - Contribution des
processus élémentaires (troncature 2%) - IMPACT 2002+
RS0 - Maison individuelle - Infrastructures (I) + Fonctionnement (F) - Avec désinfection
0,40
0,350
0,30
MJ primary
0,250
0,20
0,150
0,10
0,050
0,0
Uranium naturel, à la mine
souterraine
Uranium naturel, à la mine à
ciel ouvert
Polyethylène, PEHD,
Processus restants
RS1 - Maison individuelle - Infrastructures (I) + Fonctionnement (F) - Sans désinfection
- 189 -
La contribution des différents processus aux trois autres catégories de dommage sont fournis
en annexe IV.
Dans cette partie, des valeurs de troncatures permettant d’isoler les trois processus
élémentaires majoritaires ont été retenus. Les contributions de ces processus aux catégories de
dommages ont été évaluées, pour les scénarios concernant la maison individuelle, prenant en
compte les infrastructures et le fonctionnement, avec désinfection (RS0) et sans désinfection
(RS1).
La catégorie de dommage « Ressource » est la principale, quelque soit le scénario considéré.
Les principaux processus élémentaires concernés sont l’extraction de l’uranium, et sont liés à
la consommation d’électricité. Le mix électrique français comprend en effet une part
importante de nucléaire. Ensuite, la production de PEHD liée à la création de la cuve
contribue également de façon importante à cette catégorie de dommage. Néanmoins, quelle
que soit l’échelle considérée la consommation électrique reste le principal processus,
seulement la consommation en énergie primaire nécessaire à la production de PEHD devient
du même ordre de grandeur que celle liée à l’énergie électrique en l’absence de désinfection.
Concernant la catégorie de dommage « Santé humaine », le processus élémentaire le plus
impactant est la production de nickel, lequel entre dans la composition de beaucoup de
matériaux utilisés pour la mise en place du système. Ensuite, des processus liés à la
consommation électrique sont prépondérants dans le cas d’une désinfection, tandis qu’il s’agit
de la production de la cuve en PEHD et le diesel nécessaire à la réalisation des travaux en
l’absence de désinfection.
La production de nickel, l’utilisation d’explosif pour l’extraction des matières premières et les
réseaux de distribution d’électricité sont les principaux processus élémentaires intervenant
dans la catégorie de dommages « qualité des écosystèmes ».
Les processus élémentaires contribuant le plus à la catégorie de dommage « Changement
climatique » sont le charbon et le gaz naturel brûlé dans les centrales, le diesel utilisé dans les
machines de construction et la production de PEHD pour la cuve de stockage.
V.1.3 Contribution des processus unitaires aux catégories d’impacts intermédiaires
Les contributions des processus unitaires aux catégories d’impacts intermédiaires sont
présentées par la Figure VI-16 pour le scénario RS0, la Figure VI-17 pour le scénario RS1, la
Figure VI-18 pour le scénario RS2 et la Figure VI-19 pour le scénario RS3.
Les processus unitaires liés à la mise en place du système, notés I, participent largement à
certaines catégories d’impacts intermédiaires (Figure VI-16). Ils sont en effet à l’origine de
plus de 50 % des effets cancérigènes, des effets respiratoires et de l’acidification aquatique.
Tout d’abord, la production et la mise en place de la cuve de stockage en PEHD contribue
tout particulièrement aux catégories d’impacts intermédiaires « effets cancérigènes » et
« effets respiratoires ». Il convient de préciser que le procédé industriel de production de la
cuve (extrusion-soufflage) n'est pas pris en compte en tant que tel dans notre ACV. Seuls les
impacts dus au matériau constitutif de la cuve sont considéré pour l'étape de "production de la
cuve". Ensuite, en l’absence de désinfection, la mise en place du système de récupération est à
l’origine de plus de 50 % des impacts pour 9 des 15 catégories intermédiaires (Figure VI-17).
Concernant le fonctionnement, les processus unitaires les plus impactants sont la désinfection,
puis le pompage (Figure VI-18). Le processus unitaire « filtration secondaire » participe aux
effets respiratoires et à l’occupation des sols, à cause de l’utilisation de charbon actif.
- 190 -
RS Travaux I
RS Filtration primaire I
RS Stockage I
RS Pompage I
RS Filtration secondaire I
RS Désinfection I
RS Usages I
RS Pompage F
RS Filtration secondaire F
RS Désinfection F
100
Pourcentage relatif
90
80
70
60
50
40
30
20
10
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Figure VI-16.Scénario RS0 - Catégories d’impact intermédiaires - Contributions des différents
processus unitaires – IMPACT 2002+
Travaux I
Filtration primaire I
Stockage I
Pompage I
Filtration secondaire I
Usages I
Pompage F
Filtration secondaire F
100
90
Pourcentage relatif
80
70
60
50
40
30
20
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Figure VI-17. Scénario RS1 - Catégories d’impact intermédiaires - Contributions des différents
- 191 -
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Pourcentage relatif
Pompage F
Pompage F
- 192 -
Désinfection F
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
RS2 - Maison individuelle - Fonctionnement (F) - Avec désinfection
100
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70
60
50
40
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10
0
RS3 - Maison individuelle - Fonctionnement (F) - Sans désinfection
V.2 ACV 2 : Résultats comparatifs pour la substitution de l’eau du réseau public par
de l’eau de pluie
V.2.1 Comparaison des systèmes
La récupération d’eau de pluie sur la maison individuelle pour l’alimentation des chasses
d’eau a été comparée à la production d’eau potable de cette même zone géographique. Les
scénarios RS0 et RS1 prennent en compte les infrastructures et le fonctionnement du système
de récupération des eaux de pluie sur une maison individuelle, tandis que les scénarios RS2 et
RS3 ne concernent que le fonctionnement de ce système. La présence (RS0 et RS2) et
l’absence de désinfection (RS1 et RS3) des eaux de pluie avant usage ont été envisagées.
Concernant l’usine de potabilisation, le scénario ES1 ne prend pas en compte la construction
de l’usine puisqu’elle reste nécessaire pour la production d’eau potable, même en cas de la
mise en place d’un système de récupération d’eau de pluie. Les résultats par catégories de
dommage pour les différents scénarios sont présentés sur la Figure VI-20.
RS3
RS2
RS1
RS0
ES1
100
90
80
Pourcentage relatif
70
60
50
40
30
20
10
0
Santé humaine
Qualité des
écosystèmes
Ressources
Figure VI-20. Scénarios RS3-RS2-RS1-RS0-ES1 – Catégories de dommage – Comparaison de la
récupération des eaux de pluie et de l’utilisation d’eau potable sur la maison individuelle –
IMPACT 2002+
ES1 - Production d’eau potable
Les écarts entre le scénario ES1 et les scénarios RS0, RS1 et RS2 sont suffisamment
importants pour permettre de conclure. La récupération des eaux de pluie pour l’alimentation
des chasses d’eau est plus impactante sur l’environnement que l’utilisation d’eau potable du
réseau public lorsque la mise en place du système est prise en compte ou lorsqu’une
désinfection des eaux de pluie est utilisée. La comparaison de la production d’eau potable
- 193 -
avec la récupération d’eau de pluie sans prendre en compte la mise en place du système et
sans désinfection entraîne des écarts parfois inférieurs à 10 % selon la catégorie de dommage.
Nous avons donc réalisé une analyse d’incertitude pour vérifier quelle était la probabilité
qu’un des scénarios soit différent de l’autre avec un intervalle de confiance de 95 %. Les
résultats de l’analyse de Monte-Carlo après 1 000 itérations sont présentés sur la Figure VI-21
pour les différentes catégories intermédiaires. Les résultats indiquent que globalement la
récupération des eaux de pluie est défavorable.
Ces conclusions sont en accord avec l’analyse de cycle de vie réalisée par Crettaz et al.
(Crettaz et al., 1999). En fait, la consommation énergétique reste le facteur sensible et seul un
traitement complexe de potabilisation pourrait conduire à rendre la production d’eau potable
défavorable d’un point de vue environnemental. La réutilisation d’eau de pluie n’est pas une
option préférable à moins éventuellement de la coupler à des chasses d’eau économiques
(Anand and Apul, 2011).
Energie primaire non-renouvelable
Eutrophisation terrestre
Occupation des sols
Acidification/eutrophisation terrestre
Destruction de la couche d'ozone
Effets respiratoires
Effets non-cancérigènes
-100
-80
-60
-40
-20
RS3 < ES1
0
20
40
60
80
100
RS3 >= ES1
Figure VI-21. Analyse d’incertitudes - Scénarios RS3 et ES1 - Monte-Carlo
RS3<ES1 correspond à la probabilité que les impacts du scénario RS3 soient plus faibles que ceux
du scénario ES1
RS3>=ES1 correspond à la probabilité que les impacts du scénario RS3 soient plus importants que
ceux du scénario ES1
V.2.2 Contribution des opérations unitaires aux catégories d’impacts intermédiaires
Les contributions des différentes opérations unitaires du traitement de l’eau potable aux
catégories d’impacts intermédiaires sont présentées sur la Figure VI-22.
L’ensemble des consommations électriques ont été rassemblées dans « Electricité totale ». Il
s’agit d’une contribution importante pour la plupart des catégories d’impacts intermédiaires.
Globalement, le procédé unitaire le plus impactant est la décantation-floculation, à cause de la
consommation importante de polychlorure d’aluminium.
L’utilisation de charbon actif de coco pour le traitement des pesticides explique la forte
contribution de cette opération unitaire à l’occupation des sols et aux effets respiratoires.
- 194 -
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Pourcentage relatif
Pompage
Décantation Floculation
Filtration
Traitement des pesticides
Ajustement du pH
Stérilisation ozonation
Désinfection
Distribution
Electricité totale
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Figure VI-22. Scénario ES1 - Catégories d’impact intermédiaires - Contributions des différentes
opérations unitaires - IMPACT 2002+
- 195 -
CONCLUSION
Cette dernière partie mobilise les résultats obtenus précédemment pour les inclure dans une
démarche plus globale d’évaluation des impacts basée sur l’analyse de cycle de vie des
procédés.
Cette méthodologie a permis de comparer les deux systèmes de récupération à deux échelles
différentes d’une part, et l’utilisation d’eau de pluie pour l’alimentation des chasses d’eau
avec l’utilisation d’eau du réseau d’eau public d’autre part, pour chaque catégorie de
dommage. De plus, les contributions des différents processus unitaires aux catégories
d’impacts intermédiaires ont été étudiées.
Dans notre cas, il est clair que la principale source d’impact sur l’environnement est liée à la
consommation énergétique des installations de réutilisation d’eau de pluie dans l’habitat.
Ainsi, la mise en place d’une désinfection UV, si elle garantit une qualité d’eau, est très
défavorable d’un point de vue environnemental, car elle est consommatrice d’électricité. En
l’absence de désinfection, la consommation d’électricité par les pompes reste la principale
source d’impact.
De plus, un effet d’échelle a pu être mis en évidence : en présence d’une désinfection UV,
l’échelle du bâtiment collectif est plus favorable d’un point de vue environnemental ; en
l’absence de désinfection, la configuration maison individuelle est moins impactante. La
nécessité d’une désinfection pour garantir une bonne qualité d’eau conduirait donc à réaliser
des installations de récupération d’eau à grande échelle plutôt qu’à petite échelle.
Enfin, d’un point de vue environnemental, la pertinence de la substitution de l’eau potable du
réseau d’eau public par de l’eau de pluie collectée pour l’alimentation des chasses d’eau n’est
pas probante au regard des résultats obtenus, dans le contexte de notre étude.
Dans la mesure où l’objectif de ce travail était la comparaison de deux systèmes, l’analyse de
cycle de vie qui a été réalisée est de type « attributionnelle ». Elle prend en compte les
processus unitaires impliqués dans le cycle de vie et dresse un portrait des impacts
environnementaux attribuables à la réutilisation des eaux de pluie pour l’alimentation des
chasses d’eau dans les conditions actuelles de production, consommation, démantèlement…
Une autre approche méthodologique de l’ACV vise à replacer le produit étudié dans le
contexte du marché. L’ACV dite « conséquentielle » cherche alors à évaluer les conséquences
à large échelle de la mise sur le marché de ce produit. En effet, les changements induits par la
généralisation de la récupération des eaux de pluies pourraient affecter le marché en termes de
capacité ou entrainer des modifications technologiques. Ainsi, une approche de type ACV
conséquentielle serait d’autant plus intéressante à réaliser que cette pratique serait appelée à se
généraliser.
- 196 -
CONCLUSION
GÉNÉRALE
Les recherches effectuées au sein du laboratoire de Chimie Agro-industrielle de
l’INP/ENSIACET UMR 1010 INRA, avec Veolia Eau, dans le cadre de cette thèse, avaient
pour objectif l’étude de la qualité des eaux de pluie collectées en aval des toitures et stockées
en cuve, en vu de leur réutilisation dans l’habitat pour l’alimentation des chasses d’eau. Ainsi,
une expérimentation concrète a été menée afin de fournir des données scientifiques objectives.
Deux installations de récupération des eaux de pluie à deux échelles différentes ont été suivies
de la conception à l’exploitation. Une surveillance conjointe de la qualité de l’eau en plusieurs
points des systèmes, des volumes et de la maintenance a été réalisée durant cinquante-deux
semaines consécutives. Plus précisément, ces travaux comprennent six parties.
Dans la première partie, une synthèse bibliographique sur la récupération – réutilisation des
eaux de pluie en aval des toitures a été réalisée. Elle a notamment permis d’établir une liste de
paramètres physico-chimiques pertinents à suivre et de paramètres microbiologiques
susceptibles d’être quantifiés dans les eaux de pluie ruisselées.
La deuxième partie de ces travaux a été consacrée à l’installation de deux systèmes de
récupération des eaux de pluie, supports de deux études de cas menées chacune sur une
période d’un an.
Tout d’abord, deux sites ont été sélectionnés en région Midi-Pyrénées. Ils diffèrent de part
leur environnement (rural ou périurbain), leur taille (maison individuelle ou bâtiment
collectif) et la nature de la surface de collecte (toiture en tuiles ou toiture terrasse bitumée).
Les deux systèmes de récupération des eaux de pluie installés sont représentatifs des
installations actuellement mises en place en France lorsqu’une réutilisation dans l’habitat est
souhaitée. Ces systèmes, commercialisés par Sotralentz Habitat, sont conformes à la
législation en vigueur. Pour chacun des sites, la réalisation des travaux a nécessité la
supervision des interventions conjointes d’une entreprise de terrassement et d’une entreprise
de plomberie-électricité.
Ensuite, il a été nécessaire d’équiper ces pilotes de façon adéquate pour les besoins de l’étude.
Divers compteurs, déversoirs et sondes, ainsi que l’enregistrement et le rapatriement des
données collectées par télégestion, ont été mis en place. A cet effet, le savoir-faire et
l’expertise de Veolia Eau dans ce domaine ont été exploités.
Enfin, des fréquences d’analyses hebdomadaires et mensuelles ont été décidées selon le
paramètre et la nature du prélèvement. Les protocoles d’analyses ont été mis en place ou
adaptés aux eaux de ruissellement.
La troisième et la quatrième partie ont été consacrées à l’étude de la qualité des eaux au fil
du système. Différents types de prélèvements ont été réalisés sur les deux systèmes de
récupération des eaux de pluie. Ainsi des eaux météorites, des eaux de ruissellement de
toiture, des eaux collectées, des eaux distribuées et des sédiments de fond de cuve ont été
analysés. Les résultats expérimentaux ont été exploités à l’aide de techniques d’analyses
multivariées. Plus particulièrement les analyses en composantes principales et la classification
hiérarchique ascendante ont été utilisées.
- 198 -
Tout d’abord, l’étude des eaux météorites a montré que la qualité de la ressource est variable
au cours de l’année et la présence de microorganismes d’origine environnementale a été mise
en évidence. Le lessivage de la toiture, et des polluants qui s’y sont accumulés, s’accompagne
d’une détérioration globale de la qualité des eaux collectées en aval. Du fait du caractère
corrosif des eaux, la nature des descentes pluviales peut fortement influencer la pollution
métallique des eaux ruisselées notamment concernant le zinc ou le plomb.
Ensuite, le suivi de la qualité des eaux collectées a permis d’observer que les eaux de pluie
ruisselées sont clairement non potables. Si elles présentent souvent une qualité physicochimique correcte, une forte contamination microbiologique a été identifiée,
occasionnellement accompagnée de la présence de pathogènes tels que Legionella
pneumophila. Les analyses multivariées ont permis d’étudier les relations entre les paramètres
et de distinguer trois groupes descriptifs de la qualité des eaux collectées. Le premier groupe
concerne la composition ionique, le deuxième comprend des paramètres relatifs à la charge
organique globale, et le dernier correspond à la contamination fécale. Ainsi, les deux
indicateurs classiques de contamination fécale, entérocoques et E. Coli, ne reflètent pas
la contamination microbiologique globale, ni la présence de pathogènes.
Puis, une dépendance de la qualité des eaux collectées et stockées aux conditions
météorologiques et aux saisons a pu être mise en évidence. En été, les températures plus
élevées et les pluviométries plus faibles s’accompagnent d’une dégradation de la qualité
microbiologique des eaux stockées. La présence de conditions propices telles que des
températures élevées, la présence de sources carbonées, d’azote et de phosphore peut
s’accompagner de la multiplication de la flore microbienne et de la contamination du système
par un biofilm. L’environnement proche des surfaces de collecte a également une
influence sur la qualité des eaux collectées notamment concernant les concentrations en
pesticides retrouvées.
Pour continuer, les eaux distribuées peuvent provenir de la cuve de récupération des eaux de
pluie ou du réservoir d’appoint alimenté par le réseau d’eau public, de façon à assurer une
continuité de service. Les paramètres tels que le titre alcalimétrique complet ou le titre
hydrotimétrique se sont révélés des indicateurs de bascule pertinents. En fait, l’efficacité de la
filtration secondaire se limite à des paramètres tels que la turbidité et la couleur. Globalement,
la qualité des eaux distribuées reflète donc celle des eaux stockées dans la cuve et leur
variabilité. Ainsi, seule l’utilisation d’une désinfection permet de garantir la qualité des
eaux distribuées dans l’habitat et donc de minimiser les risques sanitaires éventuels.
Enfin, le phénomène de sédimentation qui intervient dans la cuve entraîne une accumulation
de certains polluants dans la phase particulaire. Ainsi, les métaux se retrouvent en quantité
hydrocarbures légers et lourds, tout particulièrement en aval d’une toiture terrasse bitumée, et
en micropolluants organiques tels que les hydrocarbures aromatiques polycycliques,
notamment lorsqu’une cheminée est présente sur la toiture. La vidange annuelle des cuves
de récupération d’eau de pluie exigée par la réglementation française apparaît
complètement justifiée, mais la question du devenir des sédiments extraits subsiste.
La cinquième partie a été dédiée à l’étude des volumes collectés et consommés sur les deux
sites, localisés dans le sud-ouest de la France. La maison individuelle est équipée d’une cuve
classique de 5 m3 et le bâtiment collectif d’une cuve surdimensionnée de 30 m3.
- 199 -
Dans le cas de la maison individuelle, l’utilisation d’eau de pluie pour l’alimentation des
chasses d’eau a permis l’économie annuelle de 43 m3 d’eau du réseau public pour une
famille de quatre personnes, mais elle ne suffit pas à satisfaire la totalité des besoins pour
cet usage.
Dans le cas du bâtiment collectif fréquenté par une soixantaine de personnes, sur un an, 296
m3 d’eau du réseau d’eau public ont été préservés et la quasi-totalité des besoins en eau
pour l’alimentation des chasses d’eau a été satisfaite par l’utilisation des eaux collectées en
aval de la toiture.
Les données expérimentales des deux études de cas ont permis de valider un modèle de
fonctionnement hydraulique des systèmes de récupération et réutilisation des eaux de pluies.
Ce modèle a alors été utilisé pour vérifier la représentativité des performances du système
constatée lors de l’année d’étude, par rapport aux pluviométries journalières des vingt
dernières années.
La comparaison des grandeurs expérimentales et simulées a permis de mettre en évidence
l’importance de l’entretien de ces systèmes pour ne pas pénaliser leur rendement, et
l’importance d’un volume mort non négligeable dans les cuves de stockage non
disponible pour la réutilisation.
D’un point de vue économique, aucune des deux échelles n’est rentable dans le cas d’une
désinfection ultra-violet avant distribution. En l’absence de désinfection, des économies sont
réalisables, d’autant plus que l’installation est de grande taille. Néanmoins, la période de
retour sur investissement reste largement supérieure à 100 ans, donc à la durée de vie de
l’installation.
La dernière partie a permis d’évaluer les impacts environnementaux. Ce bilan s'est inscrit
dans une démarche de type « Analyse de Cycle de Vie ».
Dans un premier temps, les deux échelles de réutilisation des eaux de pluie pour
l’alimentation des chasses d’eau ont été étudiées. Les impacts de ces systèmes sur
l’environnement sont essentiellement dus aux consommations électriques nécessaires pour le
pompage et la désinfection. Dès lors qu’une désinfection est mise en place, les systèmes de
récupération à grande échelle sont à privilégier de façon à minimiser leur impact sur
l’environnement.
Dans un deuxième temps, la réutilisation d’eau de pluie en maison individuelle a été
comparée à l’utilisation exclusive d’eau potable du réseau public. Du fait des étapes de
pompage et de désinfection, la réutilisation d’eau de pluie dans l’habitat est plus impactante
sur l’environnement que l’utilisation d’eau du réseau d’eau public. Ces résultats ont été
obtenus dans la mesure où les réseaux d’adduction sont déjà existants en France, et que leur
maintien est nécessaire pour assurer, d’une part, l’alimentation en eau potable pour les usages
pour lesquels l’eau de pluie ne peut être utilisée, et pour assurer, d’autre part, la continuité de
service lorsque les eaux de pluie collectées ne sont pas suffisantes pour satisfaire les besoins
en eau correspondants.
- 200 -
Il est intéressant de mettre en regard les principaux enseignements de ces travaux avec des
objectifs collectifs plus larges. En effet, les autorités sanitaires françaises se préoccupent des
risques sanitaires qui peuvent exister lors de la réutilisation des eaux de pluie dans l’habitat et
le particulier, lui, se lance dans cette démarche généralement animé par la volonté de réaliser
des économies d’eau et financières, et/ou de préserver l’environnement.
Dans un premier temps, quelle que soit la taille de l’installation, sa mise en place, conforme à
la législation, nécessite donc le choix d’un fournisseur, la collecte des informations
nécessaires au dimensionnement et l’intervention de plusieurs corps de métier. Une
installation de qualité et son entretien sont les seuls moyens de limiter la pollution des eaux
collectées. Malgré cela, la qualité de l’eau distribuée ne peut être garantie au cours de l’année.
Il convient donc de préconiser une désinfection pour s’affranchir de tout risque sanitaire.
Dans un second temps, les performances économiques et environnementales sont fonction de
l’échelle de l’installation. Des économies d’eau sont réalisables à l’échelle de la maison
individuelle, mais le système n’est pas rentable économiquement, du fait de l’importance de
l’investissement pour sa mise en place et de l’entretien qu’il nécessite. La récupération des
eaux de pluie ne se justifie pas non plus d’un point de vue environnemental dans la mesure où
un réseau d’eau potable est disponible et reste nécessaire. Par contre, les économies
deviennent envisageables et les impacts environnementaux sont réduits, lorsque la
récupération d’eau de pluie et sa réutilisation sont envisagées à plus grande échelle.
Plusieurs perspectives de travail seraient alors envisageables pour compléter ces travaux.
Le suivi analytique réalisé comprend un nombre important de paramètres physico-chimiques
et microbiologiques, lesquels ont été suivis sur deux installations de récupération et
réutilisation des eaux de pluie de tailles et localisations différentes. Or, cette étude a montré
que la qualité des eaux de pluie collectées dépend de nombreux paramètres étroitement liés à
l’environnement et la nature de la surface de collecte, aux conditions météorologiques… De
la même façon, les performances des systèmes sont dépendantes des pluviométries, de leur
répartition sur l’année, de la surface de collecte disponible, du volume de stockage mis en
place, de la maintenance… L’établissement de connaissances valables en tout lieu et à tout
moment sur la qualité et la quantité de l’eau pluviale s’avère donc complexe. Des campagnes
de même type pourraient donc être effectuées sur d’autres sites. Quoi qu’il en soit la
variabilité de la qualité de la ressource et de celle des eaux collectées au cours de l’année,
démontrées par ces travaux, suffit déjà à justifier les recommandations proposées.
Les résultats volumiques obtenus sont également ceux des deux études de cas localisées dans
le sud-ouest de la France. Ils devraient donc être généralisés aux autres régimes de
pluviométrie du pays. A cet effet, l’utilisation du modèle de fonctionnement hydraulique
développé dans le cadre de ces travaux devrait s’avérer très utile. De plus, il serait alors
intéressant de déterminer quelle est l’échelle optimale pour la récupération des eaux de pluie,
d’un point de vue économique et environnemental.
Une démarche d’évaluation des risques sanitaires a également été initiée, concernant les
paramètres physico-chimiques. Les résultats obtenus concernant les éléments traces
métalliques ont notamment fait l’objet d’un article scientifique. Un travail similaire
concernant les paramètres microbiologiques est nécessaire, mais actuellement très complexe
car l’établissement des relations dose-réponse pour ces paramètres n’est pas abouti.
- 201 -
La méthodologie de l’analyse de cycle de vie qui a été appliquée lors de cette étude est de
type attributionnelle. Elle ne s’intéresse pas aux impacts d’une généralisation de la pratique.
La réalisation d’une analyse de cycle de vie de type conséquentielle serait donc intéressante à
réaliser. D’autre part, l’analyse de cycle de vie permet notamment d’évaluer l’écotoxicité et la
toxicité via une catégorie d’impact intermédiaire. La comparaison des résultats obtenus par
cette méthodologie et celle de l’évaluation des risques sanitaires est une piste de recherche
prometteuse d’un point de vue méthodologique. Les résultats de cette étude en termes de
concentrations pourraient alors servir de support au calcul de nouveaux facteurs d’impacts en
rapportant une dose d’exposition à une dose limite.
- 202 -
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- 212 -
LISTE DES
ILLUSTRATIONS
LISTE DES FIGURES
Figure I-1. Les différentes parties d’un système de récupération des eaux de pluie.................. 6
Figure II-1. Schéma de principe des installations .................................................................... 36
Figure II-2. Site 1 : Maison individuelle .................................................................................. 37
Figure II-3. Situation géographique du site 1 - Plan large ....................................................... 37
Figure II-4. Situation géographique du site 1- Carte IGN 2142 E (1 :25 000) ........................ 38
Figure II-5. Vue aérienne de l’environnement du site 1 .......................................................... 39
Figure II-6. Surface de la toiture du site 1................................................................................ 39
Figure II-7. Estimation de la surface en pourcentage par descente de gouttière sur le site 1 .. 40
Figure II-8. Crapaudine sur le site 1......................................................................................... 40
Figure II-9. Une des quatre descentes pluviales du site 1 ........................................................ 40
Figure II-10. Présentation de la cuve en PEHD de 5 m3 du site 1........................................... 41
Figure II-11. Mise en place de la cuve enterrée sur le site 1.................................................... 41
Figure II-12. Tube diffuseur-tranquilisateur et dégrilleur en cuve sur le site 1 ....................... 42
Figure II-13. Tube diffuseur-tranquilisateur et dégrilleur hors cuve sur le site 1 .................... 42
Figure II-14. Intérieur de la cuve du site 1............................................................................... 43
Figure II-15. Système de pompage du site 1 ............................................................................ 43
Figure II-16. Système de filtration du site 1............................................................................. 43
Figure II-17. Traitement UV du site......................................................................................... 44
Figure II-18. Robinet extérieur alimenté par la cuve sur le site 1............................................ 44
Figure II-19. Système de réutilisation des eaux de pluie du site 1........................................... 44
Figure II-20. Camion hydrocureur sur le site 1........................................................................ 45
Figure II-21. Prélèvements d’eaux chargées en sédiments sur le site 1................................... 45
Figure II-22. Site 2 : Bâtiment collectif ................................................................................... 45
Figure II-23. Situation géographique du site 2- Plan large ...................................................... 45
Figure II-24. Situation géographique du site 2 – Carte IGN 2144 O (1 :25 000) .................... 46
Figure II-25. Vue aérienne de l’environnement du site 2 ........................................................ 47
Figure II-26. Surface de collecte du site 2 ............................................................................... 47
Figure II-27. Vide sanitaire du site 2........................................................................................ 48
Figure II-28. Sortie d’un collecteur d’eaux pluviales du site 2................................................ 48
Figure II-29. Dégrilleur du site 2 ............................................................................................. 48
Figure II-30. Elément du dégrilleur du site 2 ........................................................................... 48
Figure II-31. Installation de la cuve sur le site 2...................................................................... 49
Figure II-32. Système de pompage du site 2 ............................................................................ 50
Figure II-33. Système de filtration du site 2............................................................................. 50
Figure II-34. Traitement UV du site 2...................................................................................... 50
Figure II-35. Système de réutilisation des eaux de pluie du site 2........................................... 51
Figure II-36. Camion hydrocureur sur le site 2........................................................................ 51
Figure II-37. Vidange de la cuve sur le site 2 .......................................................................... 51
Figure II-38. Sédiments au fond de la cuve sur le site 2 .......................................................... 52
Figure II-39. Système après désinfection sur le site 2.............................................................. 52
Figure II-40. Principaux points de prélèvements ..................................................................... 53
Figure II-41. Prélèvements d’eaux météorites sur le site 1 ...................................................... 54
Figure II-42. Prélèvement d’eaux de ruissellement de toiture sur le site 1 .............................. 54
Figure II-43. Lieu de prélèvement d’eaux de ruissellement de toiture sur le site 2 ................. 54
Figure II-44. Prélèvements dans la cuve .................................................................................. 54
Figure II-45. Flaconnage .......................................................................................................... 57
Figure II-46. Exemple de boîte à moustaches .......................................................................... 59
- 214 -
...................................................................................................................................... ....70
...................................................................................................................................... …70
Figure III-3. Concentrations en éléments traces métalliques minoritaires dans les eaux de la cuve
.......................................................................................................................................... 71
Figure III-4. Nombre de pesticides détectés ou quantifiés au cours de l’année de suivi dans les
deux cuves de récupération des eaux de pluie.................................................................. 73
Figure III-5. Liste et nature des pesticides détectés au moins une fois en fonction du site de
prélèvement ...................................................................................................................... 73
Figure III-6. Concentrations des pesticides les plus fréquemment quantifiés dans la cuve du....
site 1 ................................................................................................................................. 74
Figure III-7. Concentrations des pesticides les plus fréquemment quantifiés dans la cuve du....
site 2 ................................................................................................................................. 74
moustaches avec échelle logarithmique ........................................................................... 76
avec échelle logarithmique............................................................................................... 77
avec échelle logarithmique............................................................................................... 77
Figure III-12. Concentrations en entérocoques et Escherichia coli obtenues sur le site 1 – Boîtes
à moustaches avec échelle logarithmique ........................................................................ 78
Figure III-13. Concentrations en entérocoques et Escherischia coli obtenues sur le site 2 – Boîtes
à moustaches avec échelle logaritmique .......................................................................... 78
Figure III-14. Concentrations en Legionella species obtenues par PCR sur le site 1 - Boîtes à
Figure III-15. Concentrations en Legionella species obtenues par PCR sur le site 2 - Boîtes à
Figure III-16. Concentrations en Pseudomonas aeruginosa et Aeromonas obtenues sur le site 1 Boîtes à moustaches ......................................................................................................... 81
Figure III-17. Concentrations en Pseudomonas aeruginosa et Aeromonas obtenues sur le site 2 Boîtes à moustaches ......................................................................................................... 81
Figure III-18. Saisonnalité des concentrations en microorganismes revivifiables sur les deux
sites– Boîtes à moustaches avec échelle logarithmique ................................................... 83
Figure III-19. Saisonnalité des concentrations en bactéries coliformes et Legionella species
(PCR) sur les deux sites - Boîtes à moustaches avec échelle logarithmique .................. 84
Figure III-20. Saisonnalité des concentrations en Escherichia coli et entérocoques sur les deux
sites– Boîtes à moustaches avec échelle logarithmique ................................................... 85
Figure III-21. Saisonnalité des concentrations en Aeromonas et Pseudomonas aeruginosa sur les
deux sites– Boîtes à moustaches avec échelle logarithmique .......................................... 86
dans la cuve du site 1 - Cercle des corrélations selon les axes F1 et F2 .......................... 88
dans la cuve du site 1 - Méthode de Ward - Dendrogramme des variables ..................... 89
- 215 -
dans la cuve du site 1 - Représentation des prélèvements selon les axes F1 et F2 .......... 90
dans la cuve du site 1 - Représentation des prélèvements dans le repère défini par F1, F2 et
F3...................................................................................................................................... 91
Figure III-28. pH des eaux de la cuve du site 1 en fonction du temps..................................... 92
dans la cuve ...................................................................................................................... 93
Figure III-30. ACP sur la matrice de données issues du suivi hebdomadaire de la qualité de l’eau
dans la cuve du site 2 - Méthode de Ward - Dendrogramme des variables ..................... 95
Figure III-33. Evolution du pH et de la concentration en formaldéhyde des eaux de la cuve du
site 2 ................................................................................................................................. 98
Figure III-34. Evolution de la concentration en carbone organique total des eaux de la cuve du
site 2 ................................................................................................................................. 98
dans la cuve ...................................................................................................................... 99
pesticides retrouvées dans la cuve du site rural - a) Cercle des corrélations - b)
Représentation des 12 prélèvements .............................................................................. 101
pesticides retrouvées dans la cuve du site semi-urbain - a) Cercle des corrélations - b)
Représentation des 12 prélèvements .............................................................................. 102
Figure III-38. Evolution des concentrations en mecoprop dans la cuve du site 2 en zone
périurbaine avec toiture terrasse bitumée....................................................................... 103
la cuve du site 1 - Méthode de Ward - Dendrogramme des variables ........................... 105
la cuve du site 2 - Méthode de Ward - Dendrogramme des variables ........................... 105
Figure IV-1. Concentrations en éléments traces métalliques dans les eaux météorites (EM) et les
eaux de ruissellement de toiture (ER) sur les deux sites ................................................ 112
Figure IV-2. Evolution du titre alcalimétrique complet dans les eaux stockées et les eaux
distribuées....................................................................................................................... 117
Figure IV-3. Evolution du titre hydrotimétrique dans les eaux stockées et les eaux distribuées
....................................................................................................................................... .117
dans la cuve sur le site 1................................................................................................. 119
Figure IV-8. Concentrations en éléments traces métalliques majoritaires sur le site 1 ......... 122
- 216 -
Figure IV-9. Concentrations en éléments traces métalliques minoritaires sur le site 1 ......... 122
Figure IV-10. Concentrations en éléments traces métalliques majoritaires sur le site 2 ....... 123
Figure IV-11. Concentrations en éléments traces métalliques minoritaires sur le site 2 ....... 123
Figure IV-12. Concentrations en microorganismes revivifiables et en bactéries coliformes en
fonction de la provenance de l’eau distribuée sur le site 1............................................. 125
Figure IV-13. Concentrations en Escherichia coli, entérocoques, Aeromonas et Pseudomonas
aeruginosa en fonction de la provenance de l’eau distribuée sur le site 1..................... 126
Figure IV-14. Concentrations en microorganismes revivifiables et en bactéries coliformes en
fonction de la provenance de l’eau distribuée sur le site 2............................................. 127
Figure IV-15. Concentrations en Escherichia coli, entérocoques, Aeromonas et Pseudomonas
aeruginosa en fonction de la provenance de l’eau distribuée ........................................ 128
Figure IV-16. Contamination du système par un biofilm en été sur le site 2......................... 129
le site 1 – Cercle des corrélations selon les axes F1 et F2 ............................................. 131
le site 2 – Cercle des corrélations selon les axes F1 et F2 ............................................ 132
Figure IV-21. Concentrations en hydrocarbures légers et BTEX dans les sédiments de fond de
cuve des deux sites ......................................................................................................... 136
Figure IV-22. Concentrations en hydrocarbures aromatiques polycycliques dans les sédiments de
fond de cuve des deux sites ............................................................................................ 137
Figure IV-23. Bilan sur la qualité des eaux dans un système de récupération des aux de pluie en
aval de toiture ................................................................................................................. 140
Figure V-1. Pluviomètre sur le site 1 ..................................................................................... 143
Figure V-2. Pluviomètre sur le site 2 ..................................................................................... 143
Figure V-3. Compteurs Actaris sur le site 2........................................................................... 143
Figure V-4. Schéma du système de réutilisation des eaux de pluie sur le site 1.................... 144
Figure V-5. Schéma du système de réutilisation des eaux de pluie sur le site 2.................... 144
Figure V-6. Site 1 - Aquabac ................................................................................................. 145
Figure V-7. Schéma du bac de comptage sur le site 2 ........................................................... 145
Figure V-8. Bac de comptage sur le site 2 ............................................................................. 145
Figure V-9. Tableau de jaugeage de la cuve de 5 m3 sur le site 1.......................................... 146
Figure V-10. Régression linéaire utilisée pour le calcul du volume dans la cuve du site 1... 147
Figure V-11. Grandeurs caractéristiques de la cuve du site 2 ................................................ 148
Figure V-12. Schéma d’un déversoir triangulaire à mince paroi ........................................... 148
Figure V-13. Coefficient μ pour un déversoir triangulaire avec απ/2 radians (90°), d’après NF
X 10-311......................................................................................................................... 150
Figure V-14. Valeur de Kh pour une déversoir triangulaire avec απ/2 radians (90°), d’après NF
X 10-311......................................................................................................................... 150
Figure V-15. Coefficient Ce pour un déversoir triangulaire triangulaire avec α=π/2 radians (90°),
d’après NF X 10-311...................................................................................................... 151
Figure V-16. Relation hauteur - débit pour l’Aquabac installé sur le site 1 ......................... 152
Figure V-17. Besoins journaliers en eau pour l’alimentation des deux chasses d’eau du site 1
...................................................................................................................................... ..153
Figure V-18. Colmatage du filtre dégrilleur en entrée de la cuve du site 1 ........................... 156
Figure V-19. Pluviométrie journalière et volume d’eau dans la cuve pour le site 1.............. 156
- 217 -
Figure V-20. Besoins journaliers en eau pour l’alimentation des huits chasses d’eau du site 2
...................................................................................................................................... ..157
Figure V-21. Pluviométrie journalière et volume d’eau dans la cuve pour le site 1.............. 159
Figure V-22. Algorithme représentant le comportement hydraulique du système de récupération
des eaux de pluie ............................................................................................................ 160
Figure V-23. Schéma récapitulatif des données d’entrées et de sorties du modèle ............... 161
des valeurs expérimentales............................................................................................. 162
des valeurs expérimentales............................................................................................. 163
disponible sur le site 1.................................................................................................... 165
disponible sur le site 2.................................................................................................... 166
Figure VI-1. Méthode de l'ACV « du berceau à la tombe »................................................... 170
Figure VI-2. Différentes étapes de l’analyse de cycle de vie, d’après (AFNOR, octobre 2006a)
........................................................................................................................................ 171
Figure VI-3. Frontières du système pour l’étude des systèmes de récupération des eaux de pluie
........................................................................................................................................ 173
Figure VI-4. Arbre des processus de la mise en place d’un système de récupération des eaux de
pluie................................................................................................................................ 174
Figure VI-5. Arbre des processus du fonctionnement d’un système de récupération des eaux de
pluie................................................................................................................................ 174
Figure VI-6. Frontières du système pour l’étude de la production d’eau potable.................. 175
Figure VI-7. Arbre des processus de la production d’eau potable pour la maison individuelle176
Figure VI-8. Classification des données d’extractions et d’émissions dans des catégories
d’impact intermédiaires.................................................................................................. 182
Figure VI-9. Scénarios RS1-RS0-BS1-BS0 - Catégories d’impact intermédiaires - Comparaison
des systèmes de récupération des eaux de pluie à deux échelles différentes - IMPACT
2002+.............................................................................................................................. 186
........................................................................................................................................ 186
Figure VI-11. Scénarios RS3-RS2-BS3-BS2 - Catégories d’impact intermédiaires- Comparaison
des systèmes de récupération des eaux de pluie à deux échelles différentes - IMPACT
2002+.............................................................................................................................. 187
........................................................................................................................................ 187
Figure VI-13. Scénarios RS1 et BS1 - Analyse d’incertitudes - Monte-Carlo ...................... 188
processus élémentaires (troncature 2%) - IMPACT 2002+ ........................................... 189
processus élémentaires (troncature 1%) - IMPACT 2002+ ........................................... 189
Figure VI-16.Scénario RS0 - Catégories d’impact intermédiaires - Contributions des différents
processus unitaires – IMPACT 2002+ ........................................................................... 191
- 218 -
Figure VI-20. Scénarios RS3-RS2-RS1-RS0-ES1 – Catégories de dommage – Comparaison de la
IMPACT 2002+.............................................................................................................. 193
Figure VI-21. Analyse d’incertitudes - Scénarios RS3 et ES1 - Monte-Carlo ...................... 194
Figure VI-22. Scénario ES1 - Catégories d’impact intermédiaires - Contributions des différentes
opérations unitaires - IMPACT 2002+........................................................................... 195
LISTE DES TABLEAUX
Tableau I-1. Sources d’ions dans les eaux météorites, d’après Celle-Jeanton et al., 2009. ..... 10
Tableau I-2. Caractéristiques des études sur les eaux de ruissellement de toiture passées en revue
.......................................................................................................................................... 16
Tableau I-3. Paramètres classiques dans les eaux de ruissellement de toiture......................... 17
Tableau I-4. Concentrations en anions et cations dans les eaux de ruissellement de toiture ... 18
Tableau I-5. Concentrations en métaux dans les eaux de ruissellement de toiture .................. 19
Tableau I-6. Pathogènes retrouvés dans les cuves de récupération des eaux de pluie ............. 21
Tableau I-7. Microorganismes dans les eaux de ruissellement de toiture ( UFC=Unités
Formant Colonies ; n/100mL=Nombre de microorganismes pour 100 mL) ................... 22
Tableau I-8. Agents pathogènes dans les eaux de pluie collectées dans les pays développés
(Fewtrell and Kay, 2007) ................................................................................................. 26
Tableau I-9. Economies d’eau réalisables avec une installation de réutilisation des eaux de pluie
dans l’habitat .................................................................................................................... 31
Tableau II-1. Principaux points de prélèvements et fréquences associées............................... 53
Tableau II-2. Analyses physico-chimiques .............................................................................. 56
Tableau II-3. Analyses microbiologiques ................................................................................ 57
Tableau II-4. Flaconnage utilisé............................................................................................... 58
Tableau II-5. Conditions de l’étude de la qualité physico-chimique et microbiologique des deux
systèmes de récupération d’eaux de toiture...................................................................... 64
Tableau III-1. Grandeurs statistiques pour les principaux paramètres physico-chimiques...... 69
Tableau III-2. HAP quantifiés dans les eaux ruisselées collectées dans les cuves des deux sites
.......................................................................................................................................... 72
Tableau III-3. Critères de qualité microbiologiques exigés pour différents types d’eau ......... 75
Tableau III-4. Quantification de Legionella pneumophila dans la cuve du site 2.................... 80
Tableau III-5. Particularités des eaux stockées dans la cuve du site 1 en été .......................... 92
Tableau III-6. Température des échantillons et température ambiante au moment des
prélèvements..................................................................................................................... 92
Tableau III-7. Particularités des eaux stockées dans la cuve du site 2 de mi-juillet à mi-octobre
.......................................................................................................................................... 97
Tableau III-8. Pesticides détectés lors de l’étude dont l’usage est interdit en France............ 100
Tableau IV-1.Valeurs moyennes et écarts-types des principaux paramètres physico-chimiques –
Site 1 (n=3) et site 2 (n=5)……………………………………………………………...110
Tableau IV-2. Valeurs moyennes et écarts-types des concentrations ioniques – Site 1 (n=3) et site
2 (n=5) ............................................................................................................................ 110
- 219 -
Tableau IV-3. Qualité des eaux météorites (EM) et de ruissellement de toiture (ER) – Site 1
.................................................................................................................................... ....111
Tableau IV-4. Qualité des eaux météorites (EM) et de ruissellement de toiture (ER) – Site 2
.................................................................................................................................... …111
de la provenance des eaux distribuées sur le site 1 ........................................................ 115
de la provenance des eaux distribuées sur le site 2 ........................................................ 115
Tableau IV-7. Valeur de la différence de turbidité et de couleur entre les eaux distribuées en aval
de la filtration secondaire et les eaux stockées dans la cuve sur le site 1 et le site 2 ..... 118
................................................................................................................................... ….134
Tableau IV-9. Classement des métaux selon leur présence préférentielle dans la phase dissoute
ou particulaire................................................................................................................. 135
Tableau IV-10. Concentrations en hydrocarbures lourds et légers dans les sédiments des cuves
des deux sites.................................................................................................................. 136
Tableau V-1. Définition des sections partiellement ou complètement contractées pour les
déversoirs triangulaires .................................................................................................. 149
Tableau V-2. Caractéristiques du bac de comptage et du déversoir associé sur le site 1 ...... 151
Tableau V-3. Résultat du dimensionnement du bac de comptage et du déversoir sur le site 2
.................................................................................................................................... …152
Tableau V-4. Principales caractéristiques des deux études de cas ......................................... 153
Tableau V-5. Taux de satisfaction des besoins en eau sur le site 1 de mars 2009 à février 2010
........................................................................................................................................ 154
Tableau V-6. Besoins journaliers en eau pour l’alimentation des chasses d’eau sur le site 2
.................................................................................................................................. …..157
Tableau V-7. Taux de satisfaction d es besoins en eau sur le site 2 de novembre 2009 à octobre
2010................................................................................................................................ 158
Tableau V-8. Valeurs utilisées pour les simulations .............................................................. 161
Tableau V-9. Comparaison des totaux simulés et expérimentaux pour le site 1 ................... 162
Tableau V-10. Comparaison des totaux simulés et expérimentaux pour le site 2 ................. 163
Tableau V-11. Résultats de la simulation sur 20 ans pour le site 1........................................ 164
Tableau V-12. Principaux résultats du suivi volumique des deux sites ................................. 167
Tableau VI-1. Récapitulatif des scénarios étudiés pour la comparaison de deux systèmes de
récupération des eaux de pluie à deux échelles différentes............................................ 173
Tableau VI-2. Récapitulatif des scénarios étudiés pour la comparaison du système de
récupération des eaux de pluie à l’échelle de la maison individuelle et la production d’eau
potable ............................................................................................................................ 176
Tableau VI-3. Matrice des indicateurs de qualité de données (Jolliet et al., 2010) ............... 179
Tableau VI-4. Facteurs d’incertitudes par défaut appliqués à la matrice de qualité (Jolliet et al.,
2010)............................................................................................................................... 180
Tableau VI-5. Qualité des données concernant les deux installations de récupération des eaux de
pluie................................................................................................................................ 180
Tableau VI-6. Qualité des données concernant la production d’eau potable pour la maison
individuelle..................................................................................................................... 181
Tableau VI-7. Caractéristiques de deux méthodes d’analyse d’impact utilisées (Jolliet et al.,
2010)............................................................................................................................... 184
- 220 -
LISTE DES EQUATIONS
Équation IV-1. Critère d’évaluation de la répartition d’un élément trace métallique entre la phase
dissoute et la phase particulaire...................................................................................... 135
Équation V-1. Calcul du volume d’eau dans la cuve cylindrique…………………………...147
Équation V-2. Relation de Kindsvater et Carter .................................................................... 152
Équation V-3. Formule de Thomson...................................................................................... 152
Équation V-4. Calcul du taux de satisfaction des besoins en eau .......................................... 154
Équation V-5. Calcul du coefficient de ruissellement de la toiture ....................................... 155
Équation V-6. Calcul de l’efficacité globale du système ....................................................... 155
Équation VI-1. Calcul de la variance avec un intervalle de confiance de 95% ..................... 178
Équation VI-2. Calcul du score de d’impact intermédiaire.................................................... 182
Équation VI-3. Calcul du score de caractérisation de dommages.......................................... 183
- 221 -
ABRÉVIATIONS
ET
LEXIQUE
ABREVIATIONS
A
ABS
ACP
ACV
ADN
AFNOR
AMPA
BIPE
BSX
BTEX
CAH
CFC
CIEau
COT
COV
CPG
CSHPF
2,4-D
DAD
DALY
DBO5
DCO
DEHP
DNOC
E
ECD
EDF
EDP
ELL
ENSAT
ENSIACET
EP
ER
ET
ETM
EM
€HT
€TTC
FX
Fluo
GSM
H
HAP
HCFC
HPIC
HPLC
ICP
IMS
Automne
Acrylonitrile Butadiène Styrène
Analyse en Composante Principales
Analyse de Cycle de Vie
Acide DésoxyriboNucléïque
Association Française de NORmalisation
Acide aminométhylphosphonique (AminoMethylPhosphonic Acid)
Bureau d’Information et de Prévisions Economiques
ACV concernant le bâtiment collectif : Scénario X
Benzène, Toluène, Ethyl-benzène, Xylène
Classification Ascendante Hiérarchique
ChloroFluoroCarbones
Centre d’Information sur l’Eau
Carbone Organique Total
Composé Organique Volatil
Chromatographie en Phase Gazeuse
Conseil Supérieur d’Hygiène Publique de France
Acide 2,4-dichlorophénoxyacétique
Détecteur à barrette de diode (Diode Array Detector)
Années équivalentes de vie perdue (Disability Adjusted Life Years)
Demande Biologique en Oxygène à 5 jours
Demande Chimique en Oxygène
Phtalate de Di-2-EthylHexyle
DiNitro-Ortho-Crésol
Eté
Détecteur à capture d’électrons (Electron Capture Detector)
Electricité De France
Eau distribuée provenant de la cuve de récupération
Extraction Liquide-Liquide
Ecole Nationale d’Agronomie de Toulouse
Ecole Nationale Supérieure en Arts Chimiques et Technologiques
Eau distribuée provenant du réservoir d’appoint
Eau de ruissellement de toitures
Ecart-Type
Eléments Traces Métalliques
Eau météorique
Euros Hors Taxes
Euros Toutes Taxes Comprises
Composante principale X
Détecteur à fluorescence
Réseau de transmission de données (Global System for Mobile communications)
Hiver
Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques
HydroChloroFluoroCarbones
Chromatographie Ionique Haute Performance
Chromatographie Liquide Haute performance
Torche à plasma (Inductively Coupled Plasma)
Immuno Séparation Magnétique
- 223 -
IQ
LEMA
LOQ
MAX
MED
MES
MIN
MOY
MCPA
MS
n
NF
NOx
NPD
Nt
NTU
P
PCR
PDF
PE
PEHD
PER
PMx
PP
Pt
PVC
Q1
Q2
Q3
RSX
SAN
SETAC
SM
SOx
TA
TAC
TEG
TH
UG
UHQ
UF
UFC
UV
VROM
WSE
Ecart Inter Quartile
Loi sur l’Eaux et les Milieux Aquatiques
Limite de quantification (Limit Of Quantification)
Maximum
Médiane
Matière En Suspension
Minimum
Moyenne
Acide (4-chloro-2-méthyl phenoxy) acétique (2-Methyl-4-ChloroPhenoxyacetic Acid)
Matière Sèche
Nombre
Norme française
Oxydes d’azote
Détecteur spécifique de l’azote et du phosphore (Azote Phosphorus Detector)
Azote total
Unité néphélométrique de turbidité (Nephelometric Turbidity Unit)
Printemps
Réaction en chaîne par polymerase (Polymerase chain reaction)
Fraction d’espèce disparue (Potentially Disappeared Fraction)
PolyEthylène
PolyEthylène Haute Densité
PolyEthylène Réticulé
Particule de taille < x μm (Particulate matter)
PolyPropylène
Phosphore total
Polychlorure de vinyle (PolyVinyl Chloride)
Premier quartile
Deuxième quartile (médiane)
Troisième quartile
ACV concernant la maison individuelle : Scénario X
Styrène AcriloNitrile
Society of Environment Toxicology Chemistry
Spectrométrie de Masse
Oxydes de soufre
Titre Alcalimétrique
Titre Alcalimétrique Complet
TriEthylène Glycol
Titre Hydrotimétrique
Unité Génomique
Ultra Haute Qualité
Unité Fonctionnelle
Unité Formant Colonie
Ultra-Violet
Ministère de l’aménagement du territoire, du logement et de l’environnement des
Pays-Bas
Taux de couverture des besoins en eau (Water Saving Efficiency)
- 224 -
LEXIQUE
Analyse multivariée : L'analyse multivariée recouvre un ensemble de méthodes destinées à
synthétiser l'information issue de plusieurs variables, pour mieux l'expliquer.
Biofilm : Un biofilm est défini comme une communauté microbienne immobilisée sur une
surface et souvent enfouie dans une matrice fibreuse de polymères extra-cellulaires.
Disconnexion : Une disconnexion permet d’éviter le contact d’eaux de qualité différente dans le
cas d’un double réseau. En cas de manque d'eau dans la cuve, le fonctionnement du système a
lieu sur un réservoir de secours alimenté en eau du réseau public : la disconnexion permet
d’éviter le contact de l'eau de pluie et de l'eau potable.
Eau météorite : eau de pluie qui n’est pas encore tombée au sol
Eau pluviale : eau issue du ruissellement sur une surface. Différents type d’eaux pluviales
peuvent être distingués en fonction de la nature de la surface de ruissellement : eaux de
ruissellement de toitures, de voiries…
Interconnexion : mettre en relation deux réseaux d’eau de qualité différente, pouvnat ainsi
donner lieu à des phénomènes de retour d’eau.
Limite de détection : La limite de détection est définie comme étant la plus petite quantité d’un
analyte à examiner dans un échantillon, pouvant être détectée et considérée comme différente de
la valeur du blanc, mais non certainement quantifiée.
Limite de quantification : La limite de quantification est définie comme étant la plus petite
quantité d’un analyte à examiner dans un échantillon, pouvant être certainement quantifiée.
Micro-organismes pathogènes : micro-organismes (virus, bactérie, champignon, protozoaire,
ver) capables de provoquer une maladie chez l’homme ou les animaux au-delà d’une dose
infectante ou infectieuse donnée.
Retour d’eau : Le retour d'eau se produit lorsque le sens normal de circulation du fluide est
inversé dans le circuit de distribution, suite à une inversion des pressions. L'eau provenant d'un
circuit "contaminé" peut ainsi polluer un réseau d'eau destinée à la consommation humaine.
- 225 -
PUBLICATIONS
AU COURS
DE LA THÈSE
PRODUCTION SCIENTIFIQUE AU COURS DE LA THESE
PUBLICATIONS
VIALLE C., SABLAYROLLES C., VIGNOLES C., MONTREJAUD-VIGNOLES M., 2010.
Impact of carwash discharge on stormwater quality (Toulouse, France). Water Science and
Technology 62(12): 2737-2746.
BRETON A., VIALLE C., MONTREJAUD-VIGNOLES M., CECCUTTI C., VIGNOLES
C., SABLAYROLLES C. 2010. Contribution of car, truck, bus and subway wash station
discharges to stormwater pollution (Toulouse, France). Fresenius Environmental Bulletin
19(9a): 1954-1962.
SABLAYROLLES C., BRETON A., VIALLE C., VIGNOLES C., MONTREJAUDVIGNOLES M. 2011. Priority organic pollutants in the urban water cycle (Toulouse, France).
Water Science and Technology 64(3): 541-556
BUSSET G., VIALLE C., MONTRÉJAUD-VIGNOLES M., HUAU M.-C., JACOB S.,
SABLAYROLLES C. 2011. Health risk assessment case study of trace metals in collected
rainwater for domestic uses. Fresenius Environmental Bulletin 20(9): 2277-2283.
VIALLE C., SABLAYROLLES C., LOVERA M., HUAU M.-C., MONTRÉJAUDVIGNOLES M. 2011. Modelling of a roof harvesting system: The use of rainwater for toilet
flushing. Water Science & Technology: Water Supply 11(2):151-158.
VIALLE C., SABLAYROLLES C., LOVERA M., JACOB S., HUAU M.-C.,
MONTRÉJAUD-VIGNOLES M., 2011. Monitoring of water quality from roof runoff :
Interpretation using multivariate analysis. Water Research 45(12):3765-3775
PUBLICATIONS SOUMISES
VIALLE C., SABLAYROLLES C., J. SILVESTRE, MONIER L., JACOB S., HUAU M.-C.,
MONTRÉJAUD-VIGNOLES M. 2011. Pesticides in stored roof runoff: study of a rural site
and a suburban site – Part 1. Journal of Environmental Management, soumise.
VIALLE C., SABLAYROLLES C., MONIER L., JACOB S., HUAU M.-C.,
MONTRÉJAUD-VIGNOLES M. 2011. Water quality monitoring and hydraulic evaluation of
a household roof runoff harvesting system in France. Water Science and Technology, soumise.
- 227 -
COMMUNICATIONS ORALES ET PROCEEDINGS
VIALLE C., SABLAYROLLES C., MONTREJAUD-VIGNOLES M., VIGNOLES C. 2009.
Impact of carwash discharge on storm water quality (Toulouse, France). XENOWAC,
International Conference on Xenobiotics in the Urban Water Cycle, Paphos, Chypre, 11-13
Mars.
VIALLE C., SABLAYROLLES C., LOVERA M., HUAU M.-C., JACOB S.,
MONTRÉJAUD-VIGNOLES M. 2010. Evaluation of a household rooftop rainwater
harvesting system in France: qualitative and quantitative monitoring used for authorised
applications – First results. NOVATECH, 7eme conférence internationale sur les techniques et
stratégies durable pour la gestion des eaux urbaines par temps de pluie, Lyon, France, 28 juin 01 juillet.
VIALLE C., SABLAYROLLES C., LOVERA M., HUAU M.-C., MONTRÉJAUDVIGNOLES M. 2010. Suivi hydraulique et modélisation d’un système de récupération des
eaux de pluie en aval des toitures. JDHU, 4eme Journées Doctorales en Hydrologie Urbaine,
Champs-sur-Marne, France, 16-17 novembre.
VIALLE C., SABLAYROLLES C., LOVERA M., HUAU M.-C., JACOB S.,
MONTRÉJAUD-VIGNOLES M. 2011. Polycyclic aromatic hydrocarbons and multiresidue
pesticides analysis in roof run-off in France. Micropol & Ecohazard, IWA Specialist
Conference, Sydney, Nouvelle-Galles du Sud, Australie, 11-13 Juillet.
POSTERS
SABLAYROLLES C., VIALLE C., BRETON A., CECUTTI C., VIGNOLES C.,
MONTREJAUD-VIGNOLES M. 2009. Contribution of car, truck, bus and subway washes
stations discharge to storm water pollution (Toulouse, France). MESEAP, Mediterranean
Scientific Association of Environmental Protection, 15th International Symposium on
Environmental Pollution and its Impact on Life in the Mediterranean Region, Bari, Italie, 7-11
Octobre.
SABLAYROLLES C., BRETON A., VIALLE C., VIGNOLES C., MONTREJAUDVIGNOLES M. 2010. Priority organic pollutants in the urban water cycle (Toulouse,
France).IWA World Water Congress and Exhibition, Montréal, Canada, 19-24 septembre.
VIALLE C., SABLAYROLLES C., LOVERA M., JACOB S., HUAU M.-C.,
MONTRÉJAUD-VIGNOLES M. 2010. Rainwater quality from roof catchments: A case study.
S2Small, IWA Conference on Sustainable Solutions for Small Water and Wastewater
Treatment System, Gérone, Catalogne, Espagne, 19-22 Avril.
VIALLE C., M. TANGUY, SABLAYROLLES C. , MONTRÉJAUD-VIGNOLES M. , 2010,
Determination of pesticides by SPE and HPTLC, ISEAC 36, 36th International Symposium on
Environmental Analytical Chemistry, Rome, Italie, 5-9 Octobre.
- 228 -
ANNEXES
SOMMAIRE DES ANNEXES
ANNEXE 1. PROTOCOLES ANALYTIQUES................................................................ 232
I
ANALYSES PHYSICO-CHIMIQUES.................................................................................................. 233
I.1
DETERMINATION DU PH ........................................................................................................... 233
I.2
DETERMINATION DE LA TEMPERATURE ............................................................................. 233
I.3
DETERMINATION DE LA CONDUCTIVITE............................................................................. 233
I.4
DETERMINATION DE LA TURBIDITE ..................................................................................... 233
I.5
DETERMINATION DE LA COULEUR........................................................................................ 233
I.6
DETERMINATION DE LA DEMANDE BIOLOGIQUE EN OXYGENE (DBO5) ..................... 234
I.7
DETERMINATION DE LA DEMANDE CHIMIQUE EN OXYGENE (DCO) ........................... 234
I.8
DETERMINATION DE L’AZOTE TOTAL (NT).......................................................................... 235
I.9
DETERMINATION DU PHOSPHORE TOTAL (PT).................................................................... 235
I.10
DETERMINATION DU CARBONE ORGANIQUE TOTAL (COT) ........................................... 235
I.11
DETERMINATION DE L’ALCALINITE : TITRE ALCALIMETRIQUE ET TITRE
ALCALIMETRIQUE COMPLET (TA ET TAC) ......................................................................................... 235
I.12
DETERMINATION DE LA DURETE (TH).................................................................................. 236
I.13
DETERMINATION DES ANIONS ............................................................................................... 236
I.14
DETERMINATION DES CATIONS ............................................................................................. 237
I.15
DETERMINATION DES PESTICIDES ........................................................................................ 237
I.16
DETERMINATION DES ELEMENTS TRACES METALLIQUES (ETM)................................. 240
I.17
DETERMINATION DES HYDROCARBURES AROMATIQUES POLYCYCLIQUES (HAP) 240
II
ANALYSES MICROBIOLOGIQUES .................................................................................................. 243
II.1
RECHERCHE ET DENOMBREMENT DES BACTERIES COLIFORMES ET DES
ESCHERICHIA COLI .................................................................................................................................... 243
II.2
DENOMBREMENT DES MICRO-ORGANISMES REVIVIFIABLES A 22°C ET 36°C ........... 244
II.3
RECHERCHE ET DENOMBREMENT DES ENTEROCOQUES................................................ 245
II.4
RECHERCHE ET DENOMBREMENT DES ESCHERICHIA COLI PAR MICROPLAQUES ... 245
II.5
DENOMBREMENT DE CRYPTOSPORIDIUM ET GIARDIA ..................................................... 246
II.6
RECHERCHE ET DENOMBREMENT DES LEGIONELLES PAR CULTURES ...................... 249
II.7
DETECTION ET QUANTIFICATION DES LEGIONELLES PAR PCR .................................... 251
II.8
DETECTION ET DENOMBREMENT DE PSEUDOMONAS AERUGINOSA ............................. 253
ANNEXE 2. RESULTATS ANALYTIQUES.................................................................... 255
I
I.1
I.2
I.3
II
QUALITE DES EAUX RUISSELEES COLLECTEES ...................................................................... 256
PARAMETRES PHYSICO-CHIMIQUES ET MICROBIOLOGIQUES....................................... 256
ELEMENTS TRACES METALLIQUES ....................................................................................... 256
PESTICIDES................................................................................................................................... 256
QUALITE DES EAUX DISTRIBUEES ................................................................................................ 268
II.1
PARAMETRES PHYSICO-CHIMIQUES ET MICROBIOLOGIQUES....................................... 268
II.2
ELEMENTS TRACES METALLIQUES ....................................................................................... 268
III EVOLUTION DE LA QUALITE DES EAUX RUISSELLEES COLLECTEES ET DES EAUX
DISTRIBUEES.................................................................................................................................................. 278
III.1
MAISON INDIVIDUELLE ............................................................................................................ 278
III.2
BATIMENT COLLECTIF.............................................................................................................. 287
IV
QUALITE DES EAUX METEORIQUES ET DE RUISSELLEMENT............................................. 296
V
QUALITE DES SEDIMENTS................................................................................................................ 298
ANNEXE 3. BILAN ECONOMIQUE................................................................................ 300
I
PRESENTATION DES RESULTATS .................................................................................................. 301
- 230 -
I.1
MAISON INDIVIDUELLE ............................................................................................................ 301
Coûts d’investissement ................................................................................................................ 301
Coûts de fonctionnement ............................................................................................................. 301
Economies en eau potable........................................................................................................... 302
I.2
BATIMENT COLLECTIF.............................................................................................................. 303
I.2.1
Coûts d’investissement ................................................................................................................ 303
I.2.2
Coûts de fonctionnement ............................................................................................................. 303
I.2.3
Economies en eau potable........................................................................................................... 304
I.1.1
I.1.2
I.1.3
II
III
DISCUSSION SUR L’EFFET D’ECHELLE........................................................................................ 305
II.1
COMPARAISON DES INVESTISSEMENTS............................................................................... 305
II.2
COMPARAISON DU PRIX DE REVIENT DE LA DESINFECTION......................................... 305
II.3
COMPARAISON DE LA RENTABILITE .................................................................................... 306
CONCLUSIONS...................................................................................................................................... 307
ANNEXE 4. ETUDE D’IMPACT....................................................................................... 308
I
PRESENTATION DU FICHIER EXCEL POUR LA COLLECTE DES DONNES D’INTRANTS
ET SORTANTS................................................................................................................................................. 309
II
DONNEES D’INTRANTS ET SORTANTS ......................................................................................... 312
II.1
SYSTEMES DE RECUPERATION DES EAUX DE PLUIE ........................................................ 312
II.2
PRODUCTION D’EAU POTABLE ............................................................................................... 317
III
RESULTATS D’INVENTAIRE............................................................................................................. 322
III.1
ACV1 : INVENTAIRE DU CYCLE DE VIE DE LA RECUPERATION DES EAUX DE PLUIE
III.2
ACV2 : INVENTAIRE DU CYLE DE VIE DE LA PRODUCTION D’EAU POUR
IV
PRESENTATION DES METHODES D’EVALUATION D’IMPACT UTILISEES........................ 323
IV.1
IMPACT 2002+............................................................................................................................... 323
IV.2
RECIPE 2008 .................................................................................................................................. 326
V
RESULTATS ........................................................................................................................................... 329
V.1
RESULTATS OBTENUS AVEC LA METHODE IMPACT 2002+ ............................................. 329
V.2
RESULTATS OBTENUS AVEC LA METHODE RECIPE 2008................................................. 332
- 231 -
ANNEXE 1. PROTOCOLES
ANALYTIQUES
I
I.1
ANALYSES PHYSICO-CHIMIQUES
Détermination du pH
Le protocole suivi est celui détaillé dans la norme NF T 90-008 « Qualité de l’eau –
Détermination du pH » de février 2001 (AFNOR, février 2001a). L’appareil utilisé est le pHmètre WTW pH330 comprenant une sonde de température intégrée. L’électrode est conservée
dans une solution commerciale de KCl à 3 mol.L-1 fournie par VWR pour son entretien. Les
solutions tampons CertiPUR 4,01 et 7,00 à 25°C commercialisées par VWR sont utilisées
pour étalonner l’appareil une fois par semaine. La mesure est réalisée au laboratoire dès que
possible après le prélèvement, après avoir laissé revenir les échantillons à température
ambiante.
I.2
Détermination de la température
La mesure de température est réalisée sur le terrain à l’aide d’un thermomètre numérique avec
sonde en acier inoxydable (VWR).
I.3
Détermination de la conductivité
Le protocole suivi est celui détaillé dans la norme NF EN 27888 « Qualité de l’eau –
détermination de la conductivité électrique » de janvier 1994 (AFNOR, janvier 1994b).
L’appareil utilisé est le conductimètre WTW 330 i équipé d’une cellule TETRACON 325. La
solution de calibration est une solution de KCl à 0,01 mol.L-1 soit 1 413 μS.cm-1 à 25°C
provenant de chez VWR. Elle est utilisée de façon hebdomadaire pour le contrôle de la
constante de cellule grâce à la fonction de calibration automatique de l’appareil. Cet appareil
est équipé d’un dispositif de compensation de température. La mesure est réalisée au
laboratoire dès que possible après le prélèvement, après avoir laissé revenir les échantillons à
température ambiante.
I.4
Détermination de la turbidité
La turbidité est la réduction de la transparence d’un liquide due à la présence de matières non
dissoutes. Le protocole suivi est celui détaillé dans la norme NF EN ISO 7027 « Qualité de
l’eau – détermination de la turbidité » de mars 2000 (AFNOR, mars 2000). L’appareil utilisé
est le turbidimètre portatif modèle 2100P de chez HACH. Une solution commerciale de
formazine à 4 000 NTU de chez HACH est utilisée pour la préparation de trois suspensions de
concentrations 20, 100 et 800 NTU pour l’étalonnage mensuel de l’appareil. Des étalons de
contrôle à 2 et 10 NTU permettent de vérifier cet étalonnage chaque semaine. La mesure est
réalisée au laboratoire dès que possible après le prélèvement, après avoir laissé revenir les
échantillons à température ambiante.
I.5
Détermination de la couleur
La coloration de l’eau observée en présence de matières en suspension est définie comme la
« couleur apparente », par opposition à la « couleur vraie », définie comme étant celle due aux
substances dissoutes c’est-à-dire après passage sur un filtre à 0,45 μm. Le protocole suivi est
celui détaillé dans la norme NF EN ISO 7887 « Qualité de l'eau – Examen et détermination de
la couleur » de janvier 1995(AFNOR, janvier 1995). L’échantillon est introduit dans un tube
de Nessler de 10 mL soit 288 mm. La mesure est ensuite réalisée à l’aide d’un Nessleriser
- 233 -
1209. La détermination de la couleur apparente s’effectue par comparaison visuelle avec des
disques étalons. Deux gammes de disques Pt-Co sont disponibles : 0 à 30 mg.L-1 et 30 à 70
mg Pt.L-1. La valeur de la couleur indiquée est celle de la solution étalon la plus proche.
I.6
Détermination de la demande biologique en oxygène (DBO5)
La détermination respirométrique de la demande biologique en oxygène après 5 jours (DBO5)
est réalisée à l’aide du système Oxytop commercialisé par WTW. Cette méthode repose sur la
mesure du dioxyde de carbone produit et mesure les changements de pression. Plus
précisément, l’oxygène est convertit en dioxyde de carbone lequel réagit avec l’hydroxyde de
sodium de telle sorte qu’il passe de l’état gazeux à un précipité, induisant ainsi une pression
négative mesurable.
2 NaOH + CO2 Na2CO3 +H2O
Pratiquement, un barreau aimanté est introduit dans l’échantillon qui est alors homogénéisé et
saturé en oxygène par agitation magnétique. Un volume de 432 mL est introduit dans un
flacon de mesure en verre ambré à l’aide d’un bécher calibré. Ce volume correspond à un
coefficient de dilution de 1 et à la gamme de mesure est 3 - 40 mg.L-1. Chaque mesure est
réalisée en triplicat. Quelques gouttes d’une solution d’inhibiteur à 5g.L-1 sont ajoutées pour
éviter la conversion des ions ammonium en nitrates qui consommerait de l’oxygène et
fausserait la mesure. Un barreau aimanté est introduit dans le flacon. Deux pastilles de soude
sont déposées dans un support en caoutchouc prévu à cet effet et placé dans le col de la
bouteille. La température de l’échantillon est contrôlée, elle doit être comprise entre 15 et
21°C. Les Oxytop sont ensuite placés sur les flacons de telle façon que le système soit étanche.
Les flacons sont disposés sur un banc d’agitation placé pour 5 jours dans une armoire
thermostatique (WTW) dont la température de consigne est 20°C. Les Oxytop sont mis en
route : ils réalisent une mesure toutes les 24 h. Après cinq jours les valeurs archivées par
l’appareil sont consultées et la DBO5 est calculée à l’aide du coefficient de dilution.
La méthode employée n’étant pas normée, des points de contrôles ont été réalisés selon le
protocole décrit dans la norme NF EN 1899 « Qualité de l’eau – Détermination de la demande
biochimique en oxygène après n jours (DBOn) » de mai 1998 (AFNOR, mai 1998).
I.7
Détermination de la demande chimique en oxygène (DCO)
La demande chimique en oxygène est la quantité d’oxygène qu’il faut fournir à un échantillon
pour oxyder par voie chimique les matières oxydables (organiques et minérales) qu’il contient.
Elle peut donc être responsable d’une consommation élevée d’oxygène qui provoque
l’eutrophisation du milieu et par conséquent l’asphyxie des organismes aquatiques.
La demande chimique en oxygène a été déterminée à l’aide des tests rapides Spectroquant ®
commercialisés par Merck (référence 114540). Le principe est d’oxyder l’échantillon d’eau
par une solution sulfurique chaude de dichromate de potassium avec du sulfate d’argent
comme catalyseur. La concentration des ions Cr2O72- jaunes non consommés est ensuite dosée
par photométrie.
Pratiquement, un volume de 3 mL de l’échantillon est introduit à l’aide d’un pipetman dans le
tube à essai contenant le réactif. Après agitation, le tube est placé dans un thermoréacteur à
148°C pendant 2 heures. Après réaction, le tube est refroidi à température ambiante et la
mesure est réalisée à l’aide d’un photomètre SQ 118, par comparaison avec le blanc fourni.
La méthode employée n’étant pas normée, des points de contrôle ont été effectués selon le
protocole décrit dans la norme NF T 90-101 « Qualité de l’eau – Détermination de la
demande chimique en oxygène (DCO) » de février 2001 (AFNOR, février 2001b).
- 234 -
I.8
Détermination de l’azote total (Nt)
La détermination de l’azote total a été effectuée par somme de l’azote Kjedhal, de l’azote
nitreux et de l’azote nitrique. Ces dosages ont été effectués selon les normes NF EN 25663
« Qualité de l'eau – Dosage de l'azote Kjeldahl – Méthode après minéralisation au
sélénium » de janvier 1994 (AFNOR, janvier 1994a) et NF EN ISO 13395 « Qualité de
l'eau – Détermination de l'azote nitreux et de l'azote nitrique et de la somme des deux par
analyse en flux (CFA et FIA) et détection spectrométrique » de décembre 2005 (AFNOR,
décembre 2005).
I.9
Détermination du phosphore total (Pt)
Le phosphore total a été déterminé à l’aide des tests rapides Spectroquant ® commercialisés
par Merck (référence 114543). Le principe repose sur la minéralisation dans un
thermoréacteur à 100°C pendant 30 min pour transformer le phosphore organique et les
polyphosphates en orthophosphates. Dans une solution sulfurique les ions orthophosphates
forment alors avec les ions molybdates l’acide phosphomolybdique. Celui-ci est réduit par
l’acide ascorbique en bleu de phosphomolybdène («PMB») qui est dosé par photométrie à 710
nm (photomètre SQ 118).
La méthode employée n’étant pas normée, des points de contrôle ont été effectués selon la
norme NF EN ISO 6878 « Qualité de l'eau – Dosage du phosphore – Méthode
spectrométrique au molybdate d'ammonium » d’avril 2005 (AFNOR, avril 2005a).
I.10
Détermination du carbone organique total (COT)
Le Carbone Organique Total (COT) permet d’estimer la teneur en matière organique totale
(dissoute et particulaire) d’une eau. Le caractère total de cet indicateur revêt cependant un
caractère théorique. La pratique révèle en effet que ce sont souvent uniquement les matières
organiques dissoutes qui sont révélées par cet indicateur. En fait, aucune des méthodes de
mesure de la demande en oxygène ne permet d'évaluer précisément la charge organique totale
de l'eau et l'analyse du COT a l'avantage d'être rapide, reproductible et facilement automatisée.
Le protocole suivi est celui détaillé dans la norme NF EN 1484. « Analyse de l'eau – Lignes
directrices pour le dosage du carbone organique total (COT) et carbone organique dissous
(COD) » de juillet 1997 (AFNOR, juillet 1997).L'analyse se fait en plusieurs phases. Tout
d’abord, la production et le dosage du gaz carbonique d'origine minérale et organique (CO2
total) sont réalisés ; ensuite, la production et le dosage du gaz carbonique d'origine minérale
sont évalués ; enfin, la différence entre les deux mesures précédentes donne la production et le
dosage du gaz carbonique d'origine organique.
I.11
Détermination de l’alcalinité : titre alcalimétrique et titre alcalimétrique complet
(TA et TAC)
L'alcalinité totale est la mesure des différents composés alcalins dissous dans l'eau. Elle
caractérise la possibilité qu’à une eau à maintenir son pH constant. Ainsi un ajout d'une petite
quantité d'acide faible dans une eau pure provoque automatiquement une baisse sensible du
pH. En revanche, une eau alcaline sera capable de neutraliser cet acide et donc de maintenir
son pH plus ou moins constant. On parle aussi de pouvoir tampon d'une eau. L’alcalinité de
l’eau est principalement fonction des concentrations en hydrogénocarbonate HCO3-, carbonate
CO32- et hydroxyde OH-.
Le protocole suivi est celui détaillé dans la norme NF EN ISO 9963-1. « Qualité de l'eau –
Détermination de l'alcalinité – Partie 1 : détermination de l'alcalinité totale et composite » de
février 1996 (AFNOR, février 1996).
- 235 -
Une solution S0 d’acide chlorhydrique à 0,10 mol.L-1 est préparée à partir d’acide
chlorhydrique à 37% massique. Cette solution est étalonnée de façon hebdomadaire en titrant
une solution de carbonate de sodium à l’aide d’un pH-mètre (WTW pH330). La solution
titrante S1 à 0,02 mol.L-1 est préparée juste avant utilisation par dilution de S1.
Une prise d’essai de V1=100 mL d’échantillon est ensuite titrée à l’aide de la solution S1
d’acide chlorhydrique. Les points de virage sont déterminés potentiométriquement.
Si le pH de l’échantillon est supérieur à 8,3, la valeur du TA est considérée comme nulle.
Sinon l’échantillon est titré avec l’acide chlorhydrique à 0,02 mol.L-1 jusqu’à pH = 8,3 ± 0,05.
Le volume d’acide consommé est noté V2. La titration est ensuite poursuivie jusqu’à pH = 4,5
± 0,05. Le volume total d’acide utilisé est noté V3.
Le point de virage pH = 8,3 s’approche par approximation des concentrations équivalentes de
carbonate et de dioxyde de carbone et représente le titrage d’environ tout l’hydroxyde et de la
moitié du carbonate présent.
TA = CO32− + OH − − [H 2 CO3 ] − H 3 0 +
La valeur du Titre Alcalimétrique (TA) est donnée par l’expression :
[HCl ]× V2 × 1000
TA(mmol.L−1 ) =
V1
Le point de virage pH = 4,5 s’approche par approximation du point d’équivalence pour les
ions hydrogène et l’hydrogénocarbonate, permettant la détermination de l’alcalinité totale de
l’échantillon.
TAC = HCO3− + 2 CO32− + OH − − H 3 O +
La valeur du Titre Alcalimétrique Complet (TAC) est donnée par l’expression :
[HCl ]× V3 × 1000
TAC (mmol.L−1 ) =
V1
[
] [
[
I.12
] [
]
[
] [
]
] [
]
Détermination de la dureté (TH)
La dureté est calculée à partir des concentrations en ions calcium et magnésium déterminés
par HPIC (voir I.14).
Cette méthode étant non normée des contrôles ont été effectués selon le protocole détaillé
dans la norme NFT 90-003 « Essais des eaux – Détermination de la concentration totale en
calcium et magnésium – Méthode titrimétrique à l'EDTA » de août 1984 (AFNOR, août
1984).
I.13
Détermination des anions
Le protocole suivi est inspiré de la norme NF EN ISO 10304-1. « Qualité de l'eau – Dosage
des ions fluorure, chlorure, nitrite, orthophosphate, bromure, nitrate et sulfate dissous, par
chromatographie des ions en phase liquide – Partie 1 : méthode applicable pour les eaux
faiblement contaminées » de juin 1995 (AFNOR, juin 1995).
Le principe de la chromatographie ionique est basé sur un échange d'ions sur résine. Les
propriétés de ces résines échangeuses d’ions permettent une fixation sélective des ions. Dans
le cas de la chromatographie anionique, la résine échangeuse d’anions (phase stationnaire) est
conditionnée sous forme d’une colonne chromatographique où circule en permanence un
éluant (phase mobile) et est chargée positivement afin de retenir et séparer les anions. La
solution à analyser est injectée et les anions sont fixés sélectivement sur la colonne
chromatographique. L’éluant, circulant en permanence sur la colonne, entraine et
« décroche » progressivement les anions en fonction de leur taille, leur charge et leur degré
- 236 -
d'hydratation. Selon que l'interaction électrostatique entre la résine de la colonne et les ions à
séparer est plus ou moins forte, la séparation se fera plus ou moins facilement.
Les analyses sont effectuées sur une chaîne chromatographique Dionex ICS-2000 équipée
d’un passeur d’échantillon. La colonne utilisée est une AS18 (Dionex). L’éluant est de la
potasse fournie par une cartouche EGC KOH EluGen (Dionex). La séparation est réalisée en
isocratique à 28 mM avec un débit de 1 mL/min. Le courant de suppression est réglé à 149
mA. La durée d’acquisition est 15 min. La gamme étalon s’étend de 0,1 à 20 ppm et
comprend huit points. Elle est préparée à partir d’une solution mère commercialisée par
Dionex (Seven Anion Standard II ; Part 57590, F-, Cl-, NO2-, SO42-, Br-, NO3- et PO42-) et
d’eau ultra-haute qualité. Chaque échantillon est ensuite injecté deux fois et un étalon de
validation est placé dans la séquence tout les quatre échantillons. La quantification des ions
Cl-, SO42-, NO3- et PO42- est réalisée.
I.14
Détermination des cations
Le protocole suivi est conforme à la norme NF EN ISO 14911 « Qualité de l'eau – Dosage par
chromatographie ionique, des ions Li+, Na+, NH4+, K+, Mn2+, Ca2+, Mg2+, Sr2+ et Ba2+
dissous – Méthode applicable pour l'eau et les eaux résiduaires » d’octobre 1999(AFNOR,
octobre 1999).
Les analyses sont effectuées sur une chaîne chromatographique Dionex ICS-3000 équipée
d’un passeur d’échantillon. La colonne utilisée est une CS12 (Dionex). L’éluant est de l’acide
méthane sulfonique fourni par une cartouche EGC MSA EluGen (Dionex). La séparation est
réalisée en isocratique à 20 mM avec un débit de 1 mL/min. Le courant de suppression est
réglé à 59 mA. La durée d’acquisition est 15 min. La gamme étalon s’étend de 0,1 à 20 ppm
et comprend huit points. Elle est préparée à partir d’une solution mère commercialisée par
Dionex (Six Cation-II Standard ; Product No. 046070, Li+, Na+, NH4+, K+, Mg2+ et Ca2+) et
d’eau ultra-haute qualité. Chaque échantillon est ensuite injecté deux fois et un étalon de
validation est placé dans la séquence tout les quatre échantillons. La quantification des ions
Na+, NH4+, K+, Mg2+ et Ca2+ est réalisée.
I.15
Détermination des pesticides
Les analyses de pesticides ont été réalisées par la Drôme Laboratoires - 37 avenue de
Lautagne - BP 118 - 26904 - Valence cedex 9. Le Tableau VII-1 présente les composés
analysés, précise les méthodes analytiques employées et les limites de quantification atteintes.
Au total, 405 composés ont été recherchés. Pour la réalisation du screnning, 1 litre
d’échantillon est extrait en liquide/liquide (ELL) avec un mélange dichlorométhane / acétate
d’éthyle (80/20) à plusieurs pH. L’extrait est ensuite analysé en combinant une multi
détection systématique en chromatographie gazeuse et liquide. Les techniques utilisées sont la
chromatographie liquide haute performance couplée à une barrette de diode (HPLC-DAD) ou
une détection par masse tandem (HPLC-SM-SM), la chromatographie en phase gazeuse
couplée à un détecteur à capture d’électrons et un détecteur spécifique de l’azote et du
phosphore (CPG-ECD-NPD) ou à un spectromètre de masse (CPG-SM).
- 237 -
Tableau VII-1. Screening des pesticides - Limites de quantification (LOQ) pour les 405 composés
Pesticides
Methode
Aminotriazole
Dérivation avec
Fluorescamine +
HPLC-fluo
Prospekt + HPLC-SMSM
HPLC-SM-SM
derivation avec
FMOCCl + HPLC fluo
ELL
+ multi detection
HPLC-SM-SM
aldicarbe, aldicarbe sulfone, aldicarbe sulfoxyde, carbaryl, carbofuran, carbofuran-3-hydroxy, mercaptodimetur, methomyl, propoxur,
thiofanox*, thiofanox-sulfone*, thiofanox-sulfoxyde*, thiophanate methyl
hydroxyatrazine*, carbendazime, desmethylisoproturon, nicosulfuron, rimsulfuron, simazine-2-hydroxy, hydroterbuthylazine
diquat, Paraquat
glyphosate, AMPA, glufosinate
Metaldéhyde
fosetyl-aluminium
Chlormequat chlorure, desethyldeisopropylatrazine*, mepiquat
HPLC-SM-SM
clopyralide, methamidophos, omethoate, trichlorfon
endosulfan alpha, endrine
aldrine, allethrine, azamethiphos, azoxystrobin, benalaxyl, chlorbromuron, chlordecone, chlorthiamide, DDD-2,4’, DDD-4,4’, DDE-2,4’,
DDE-4-4’, DDT-2,4’, DDT-4,4’, dieldrine, endosulfan beta, endosulfan sulphate, fipronil, fluquinconazole, HCH epsilon, Lindane, HCH
alpha, HCH beta,
HCH delta, heptachlore, heptachlore epoxyde, hexachlorobenzene, isodrine, kresoxim methyl, ofurace,
pentachlorobenzene, quinoxyfen, quintozene
2,4,5-T, actochlor, acrinathrinemesotrione, alphamethrine, ametryne, amitraze, anthraquinone, atrazine, atrazine desethyl,
benthiocarbe, bendiocarbe, benfluraline, benoxacor, bentazone, beta-cyfluthrine, bifenthrine, boscalid, bromopropylatebromuconazole,
bupirimate, cadusaphos, captafol, carbosulfan, chinomethionate, chlordane, chlordane alpha, chlordane beta, chlordane gamma,
chlorfenvinphos, chlorpropham, chlorpyriphos ethyl, chlorpyriphos methyl, clodinafop-propargyl, cycluron, cyfluthrine, cypermethrine,
deltamethrine, desmethryne, dichlofenthion, dichloro benzamide 2,6, dichloprop, dicofol, diflufénicanil, dimefuron, diuron, 1-(3,4dichlorophenyl)-3-methylurée, 1-(3,4-dichlorophenyl)uree, epoxyconazole, 1-(4-isopropylphenyl)uree, ethion, famoxadone, fenazaquin,
fenpropathrine, flumioxazine, flurprimidol, flurtamone, folpel, fonophos, fosthiazate, furathiocarbe, heptenophos, imazalil, isoxaflutole,
lambda cyhalothrine, linuron, lufenuron, mecoprop, mefenpyr-diethyl, metalaxyle, methoxychlore, metobromuron, metolachlore (R+S),
metrafenone, mirex, molinate, monolinuron, monuron, napropamide, naphtalam, oxadianizon, oxadixyl, pendimethaline,
pentachlorophenol, permethrine, phosmet, picoxystrobine, pirimicarbe, propazine, pretilachlore, pyrazophos, pyrefenox, pyriproxyfen,
quizalofop ethyl, sebuthylazine, simazine, spinosad, tebutame, terbuphos, terbumeton, terbumeton-desethyl, terbutylazine, terbutylazine
desethyl, thiabendazole, thiafluamide, tralomethrine, triclopyr, trifluraline, trinexapac ethyl, vinchlozoline
- 238 -
LOQ
(μg.L-1)
0,050
0,020
*0,050
0,020
*0,040
0,050
0,100
0,050
0,100
0,020
*0,100
0,100
0,005
ELL
+ multi detection
0,010
0,020
Zoxamide
2,4-D, 2,4-DB, 2,4-MCPB, acifluorfen, , alachlore, azaconazol, azinphos ethyl, azinphos methyl, bioresmethrine, bitertanol, bromophos
ethyl, bromophos methyl, bromoxynil, butraline, captane, carbetamide, carbophenothion, chlorbufame, chlormephos, chloroneb,
chlorothalonil, chlorsulfuron, chlorthal dimethyl, clomazone, coumatetralyl, cyanazine, cypronidil, diazinon, dicamba, dichlofluanide,
dichlofop methyl, dichlorvos, diethofencarbe, dometheamide, dimetilan, diniconazole, dinosebe, dinoterne, EPTC, esfenvalerate,
ethofumesate, ethoprophos, fenarimol, fenitrothion, fenoxaprop ethyl, fenoxycarbe, fenthion, fenuron, fludioxoniul, flurochloridone,
fluroxypyr, formothion, hexaflumuron, indoxacarbe, iodofenphos, ioxynil, iprodione, isazofos, isophenphos, isoproturon, isoxaben,
malathion, mefenacet, mepronil, methabenzthizuron, methidathion, metoxuron, mevinphos, naled, neburon, nuarimol, parathion ethyl,
parathion methyl, phorate, phosalone, piperonyl butoxide, procymidone, prometon, propachlor, propanil, propaquizafop, propetamphos,
prophenophos, propyzamide, prosulfocarbe, pyridabene, pyrimethanil, pyrimiphos ethyl, pyrimiphos methyl, quinalphos, rotenone,
secbumeton, sulcotrione, tau-fluvalinate, tebufenozide, tebufenpyrad, terbacile, terbutryne, tetrachlorvinphos, tolyfluanide, triallate,
2,4 D-iospropyl-ester, 2,4 D-methl-ester, 2,4-MCPA, MCPA-butoxyethyl ester, MCPA-1-butyl ester, MCPA-2-ethylhexyl ester, MCPAethyl-ester, MCPA-methgyl-ester, aclonifen, , atrazine deisopropyl, bifenox, bromacil, , bromoxynil octanoate, buprofezine, buturon,
chlorfluazuron, chloridazone, chlrophacinone, chloroxuron, chlortoluron, coumaphos, cyproconazol, diallate, dichlobenil, difenoconazole,
diflubenzuron, dimatachlor, dimethoate, dimethomorphe, dinitrroorthocrezol, dinocap, disulfoton, dithianon, ethidimuron, ethiophencarbe,
fenamidone, fenbuconazole, fenchlorphos, fenhexamide, fenpropidine, fenpropimorphe, fluazipop-p-butyl, flufenoxuron, fluridone,
fluroxypyr methyl heptyl ester, flusilazole, flutriafol, fomesafen, furalaxyl, hexaconazole, hexazinone, hexythiazox, imazametabenz-methyl,
imidaclopride, ioxynil methyl ester, ioxynil octanoate, lanacile, mecoprop-n iso-butyl ester, mecoprop-2-butoxyethyl ester, mecopropmethyl ester, mecoprop-1-octyl ester, mecoprop-2,4,4-trimethylpentyl ester, mecoprop-2-ethylhexyl ester, mecoprop-2-octyl ester,
metamitron, metazachlore, metribuzine, myclobutanyl, norflurazon, nor flurazon desmethyl, oryzalin, penconazole, pencycuron,
phosphamidon, prochloraze, promecarbe, promethryne, propargite, propiconazole, pyraclostrobine, pyridate, quizalofop, sulfotep,
teflubenzuron, tetrachlorobenzene 1,2,3,4, tetrachlorobenzene 1,2,3,5, tetrachlorobenzene, tetraconazole, triadimefon, triazaphos,
trifloxystrobine, triflumuron
paclobutrazole, tebuconazole, thidicarbe
iodosulfuron methyl, mefluidide
benomyl, ferbam, thazasulfuron
amidosulfuron, asulam, benfuracarbe, bromadiolone, cloquintocet mexyl, cymoxanil, demeton (O+S), demeton S methyl, demeton S methyl
sulfone, flazasulfuron, flupyrsulfuron methyl, haloxyfop, iprovalicarbe, mesosulfuron methyl, metosulam, metsulfuron methyl, oxadiargyl,
oxamyl, oxydemeton methyl, oxyfluorfene, phenmediphame, phoxime, spiroxamine, temephos, tetradifon, thifensulfuron methyl,
thiomethon, triadimenol, triasulfuron, triazamate
- 239 -
0,030
0,040
0,050
0,060
0,070
0,080
0,100
I.16
Détermination des éléments traces métalliques (ETM)
Le protocole suivi est celui détaillé dans les normes NF EN ISO 17294-1 « Qualité de l'eau –
Application de la spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif (ICP-SM) – Partie
1 : lignes directrices générales » de janvier 2007 (AFNOR, janvier 2007) et NF EN ISO
17294-2 « Qualité de l'eau – Application de la spectrométrie de masse avec plasma à couplage
inductif (ICP-SM) – Partie 2 : dosage de 62 éléments » d’avril 2005 (AFNOR, avril 2005b) .
Les métaux dosés sont l’aluminium, le cadmium, le chrome, le cuivre, le fer, le zinc, le fer, le
nickel, le zinc et le plomb.
I.17
Détermination des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)
Le protocole suivi est d’inspire de la norme 17993 « Qualité de l'eau – Dosage de 15
hydrocarbures aromatiques polycycliques (Huston et al.) dans l'eau par HPLC avec détection
par fluorescence après extraction liquide-liquide » (AFNOR, Juillet 2004).
Les congénères étudiés sont présentés dans le Tableau VI-2.
Tableau VI-2. HAP étudiés
Naphtalène
Acénaphtène
Fluorène
Phénanthrène
Anthracène
Fluoranthène
Pyrène
Chrysène
Benzo[a]anthracène
Benzo[b]fluoranthène
Benzo[k]fluoranthène
Benzo[a]pyrène
Indeno(1,2,3-cd)pyrène
Dibenz(a,h)anthracène
Benzo(g,h,i)pérylène
N
ANA
F
P
A
FL
PY
C
BA
BBF
BKF
BAP
IN
DBA
BPE
Le benzo[a]pyrène-d12 et l’anthracène-d10 sont utilisés comme étalons d’extraction. La
solution mère commerciale est une ampoule d’1mL à 10 μg.mL-1 dans l’acétonitrile LGC
Standards). La dilution de 180 μL de solution commerciale dans 4 mL d’acétonitrile est
réalisée pour obtenir une solution fille à 450 ng.mL-1. Un ajout de 45 ng avant extraction est
effectué dans l’échantillon à extraire soit 100 μL de solution fille à 450 ng.mL-1.
L’extraction liquide-liquide de 1 L d’échantillon est réalisée avec 3 x 50 mL de cyclohexane.
Les fractions organiques sont regroupées et séchées par congélation. L’extrait est ensuite
évaporé à 1 mL sous flux d’azote (Rotavap). Une purification par extraction sur phase solide
(Spencer and Cliath) est enfin effectuée. La cartouche d’extraction en Florisil (SPE, Cluzeau
Info Labo, France) est placée sur un portoir « manifold » (Supelco, France) et conditionnée
avec 10 mL de n-hexane. Un tube gradué de 10 mL est placé sous le portoir pour collecter
l’extrait sortant de la cartouche. Le volume d’extrait concentré après extraction (1 mL) est
placé au sommet de la cartouche. Une élution, avec un débit de 1-2 gouttes par seconde, est
réalisée avec 8 mL d’un mélange cyclohexane:dichlorométhane (60:40, v:v) pour récupérer
- 240 -
les HAP. Chaque extrait purifié est alors concentré jusqu’à 0,1 mL sous courant d’azote. Un
échange de solvant est réalisé en complétant à 1 mL avec de l’acétonitrile. L’extrait est filtré
(seringue + filtre PTFE Ø 13mm ; porosité 45μm).
Le fluoranthène-d10 est utilisé en tant qu’étalon interne. La solution mère commerciale est une
ampoule d’1 mL à 100 mL dans l’acétonitrile (LGC Standards). La dilution de 100μL de
solution commerciale dans 10 mL d’acétonitrile est réalisée pour obtenir une solution fille à
1 000 ng.mL-1. Un ajout dans l’extrait avant analyse de 100 ng est effectué soit 100 μL de
solution fille à 1 000 ng.mL-1.
Une injection de 20 μL de l’extrait est effectuée en HPLC-Fluo. L’appareil utilisé est un
chromatographe en phase liquide haute performance (CLHP) DIONEX RF 2000 (Pompe
P680 HPLC). La chromatographie liquide haute performance est couplée à un détecteur à
fluorescence (DIONEX RF 2000). L’ensemble est piloté par un ordinateur ; l’acquisition et le
traitement des données sont assurés par le logiciel Chroméléon.
Le système comporte une colonne de garde de 2 cm de long, de 4,6 mm de diamètre et dont la
taille des particules est 5 μm (Supelco, France) et une colonne spéciale SupelcosilTM LC-PAH
(silice greffée avec des groupements C18) de 25 cm de long, de 4,6 mm de diamètre et dont la
taille des particules est 5 μm (Supelco, France). Les colonnes sont placées dans un four
isotherme réglé à 30°C afin de réduire les temps d’élution et également d’éviter que ces
derniers ne varient avec les fluctuations de température ambiante. L’injection se fait grâce à
une boucle, ainsi le volume injecté (20 μL) est reproductible. Le débit est de 1,5 mL.min-1 et
la durée de l’élution est de 45 minutes.
Le Tableau VI-3 présente le gradient d’élution mis en place afin d’obtenir une bonne
séparation des 15 HAP.
Tableau VI-3. Programmation du gradient d’élution pour l’analyse des HAP par HPLC
Temps (min)
0
5
30
40
45
54
%B
0
0
100
100
0
0
%D
100
100
0
0
100
100
→ avec %B = Acétonitrile et %D = Acétonitrile:Eau (60:40, v:v)
Une programmation spécifique du détecteur fluorimétrique a été réalisée afin d’augmenter la
sélectivité et la sensibilité de l’analyse. Cette programmation en longueurs d’onde d’émission
et d’excitation est présentée dans le Tableau VI-4. Le gain du fluorimètre est variable au cours
de l’analyse (1, 4 ou 16). La sensibilité est fixée à « Medium ».
Le chromatogramme d’une solution standard de HAP obtenu par HPLC-Fluo est présenté sur
la Figure VI-1.
- 241 -
Tableau VI-4. Programmation du fluorimètre
Fenêtre de
temps
1
Temps λ excitation
(min)
(nm)
0,0
206
λ émission
(nm)
320
2
8,0
233
320
3
10,5
260
380
4
12,0
250
375
5
13,8
365
462
6
7
8
15,6
18,0
22,1
275
270
253
380
300
361
9
24,0
302
431
10
11
33,4
34,8
302
300
419
500
Temps de
rétention (min)
6,1
9,2
9,7
11,4
12,5
13,1
14,3
14,9
16,4
21,3
22,5
26,5
28,4
29,0
30,0
32,3
33,9
35,8
Composés
NAP
ACE
FLR
PHE
ANT-d10
ANT
FTN-d10
FTN
PYR
B(a)A
CHYRS
B(b)F
B(k)F
B(a)P-d12
B(a)P
D(ah)A
B(ghi)P
IND
Ant
Ace
Intensité du signal (mV)
B(k)F
Fth-d10
Fth
B(a)A
B(ghi)Per
Fluor
D(ah)Ant
Chrys
Nph
B(a)P
Phe
0.0
IndenoPyr
B(b)F
Pyr
20.0
40.0
Temps (min)
Figure VI-1. Chromatogramme d’une solution standard de HAP obtenu en HPLC-FLuo
→ Le chromatogramme est présenté en deux dimensions (x : temps en minutes ; y : intensité relative).
Une solution à 500 ng.mL-1 a été injectée. Chaque pic est obtenu à partir d’une longueur d’onde
d’excitation spécifique de la molécule concernée (Tableau VI-4).
- 242 -
II
ANALYSES MICROBIOLOGIQUES
Les analyses microbiologiques ont été réalisées par le Centre d’Analyses Environnementales
(CAE) de Veolia : Laboratoire Central - Immeuble "Le Dufy" - 1, place de Turenne - 94417
Saint-Maurice Cedex. Le CAE dispose de différents protocoles d’analyses prédéfinis suivant
le type d’eaux, eaux propres ou eaux chargées. Dans le cadre de cette étude, un protocole à
façon a été mis en place. Il a en effet été nécessaire de déterminer les dilutions adaptées aux
eaux de pluie qui ne sont ni des eaux propres, ni des eaux usées.
II.1
Recherche et dénombrement des bactéries coliformes et des Escherichia Coli
Les analyses ont été réalisées selon la « Partie 1 : Méthode par filtration sur membrane ».de la
NF EN ISO 9308-1 « Recherche et dénombrement des Escherichia Coli et des bactéries
coliformes » (AFNOR, Septembre 2000).
DEFINITIONS
Les bactéries lactose-positive sont des bactéries pouvant former des colonies en aérobiose (36
± 2) °C sur un milieu de culture lactosé sélectif et différentiel avec production d’acide dans
les (21 ± 3) h.
Les bactéries coliformes sont des bactéries lactose-plus comme définies précédemment et qui
sont oxydase-négative.
Les Escherichia coli sont des bactéries coliformes définies précédemment, qui produisent de
l’indole à partir du tryptophane dans les (21 ± 3) h à (44 ±0,5) °C.
Bactéries résistant à la bile et pouvant produire de l’indole à partir du tryptophane dans les (21
± 3) h à (44 ± 0,5) °C.
PREPARATION
Des dilutions adaptées à nos échantillons sont effectuées à l’aide de diluant :
Dénomination
Dilution
P
-
-1
1/10
-2
1/100
FILTRATION SUR MEMBRANE
100 mL d’échantillon sont filtrés sur une membrane qui a la propriété de retenir les bactéries
(esters de cellulose, porosité 0,45 μm, munie d’une grille-repère).
Incubation
La membrane est ensuite déposée sur un milieu de culture sélectif gélosé lactosé au TTC. Ce
milieu est incubé à (36 ± 2) °C pendant (21 ± 3) h. Un comptage des colonies caractéristiques
présentes sur la membrane est effectué. Toutes les colonies quelle que soit leur taille sont
comptées comme étant des bactéries lactose-positive, si le milieu sous la membrane présente
une coloration jaune.
DIFFERENCIATION
Un repiquage des colonies caractéristiques est effectué. Si le nombre de colonies est inférieur
à 10, toutes les colonies sont repiquées, sinon dix colonies sont choisies aléatoirement pour
confirmation.
Le test de confirmation pour les bactéries coliformes est le test oxydase.
Les colonies sont repiquées sur une gélose non sélective puis incubées à (36 ± 2) °C pendant
(21 ± 2) h. Une partie de la culture est ensuite étalée sur une bandelette imbibée d’un réactif à
- 243 -
l’oxydase. La réaction est considérée comme positive si une coloration bleu/violet foncé
apparaît dans les 30 s. Toutes les colonies ayant une réaction négative au test à l’oxydase sont
considérées comme des bactéries coliformes.
Le premier test de confirmation pour les E. Coli est la production d’indole à partir du
tryptophane.
Chaque colonie à confirmer est introduite à l’aide d’une tige en verre dans un tube contenant
du bouillon tryptophane. Le tube est incubé à (44 ± 0,5) °C pendant (21 ± 3) h. La production
d’indole est contrôlée en ajoutant 0,2 à 0,3 mL de réactif Kovacs. L’apparition d’une
coloration rouge à la surface du bouillon confirme la production d’indole. Toutes les colonies
ayant une réaction négative au test à l’oxydase, mais positive à l’indole, sont considérées
comme étant des E. Coli.
Le deuxième test de confirmation pour les E. Coli est décrit ci-après.
Après filtration, une membrane est placée sur un milieu TSA, c'est-à-dire un milieu de culture
de gélose contenant de la caséine. Le milieu est incubé à (36 ± 2) °C pendant 4 à 5 h. Puis la
membrane est placée à (44 ± 0,5) °C pendant 19 h à 20 h sur un milieu TBA milieu gélosé
contenant de la caséine et des sels biliaires. La membrane est enfin placée sur un disque en
papier-filtre imbibé de réactif pour la recherche d’indole. Un ajout de réactif permettant
l’apparition d’une coloration est réalisée. Les colonies rouges sont comptées comme étant des
E. Coli.
Figure VII- 2. Bactéries coliformes et E. Coli
EXPRESSION DES RESULTATS
Le calcul du nombre de bactéries coliformes lactose-positive et des E. Coli susceptibles d’être
présentes dans 100 mL d’échantillons est rendu comme résultat. Moins d’une colonie à la
dilution -2 donnera un résultat <100. La mention « illisible » signifie que, même à la dilution 2, la lecture n’était pas possible à cause d’une flore interférente.
II.2
Dénombrement des micro-organismes revivifiables à 22°C et 36°C
Le protocole est basé sur la NF EN ISO 6222 « Dénombrement des micro-organismes
revivifiables » : « Comptage des colonies par ensemencement dans un milieu de culture
nutritif gélosé » (AFNOR, Juillet 1999).
PREPARATION
Des dilutions sont effectuées :
Dénomination
Dilution
-1
1/10
INCORPORATION EN GELOSE
- 244 -
-2
1/100
-3
1/1000
1 mL de chaque dilution est déposé dans une boîte de pétri vide puis recouvert avec 15 à 20
mL d’un milieu en surfusion à 45°C. Ce milieu est étalé en faisant des mouvements en forme
de huit sur la paillasse. La solidification est attendue. Deux boîtes sont préparées de cette
façon pour chaque dilution.
Incubation
Les boîtes sont retournées pour éviter la condensation. Un jeu de boîte est incubé à (36 ±
2) °C pendant (44 ± 4) h. Un jeu de boîte est incubé à (22 ± 2) °C pendant (68 ± 4) h.
Pour le dénombrement, la boîte de pétri est placée sur une grille éclairée par une lampe. Le
calcul du nombre d’unités formant colonies (UFC) par mL d’échantillon est effectué à partir
du nombre de colonies formées. Si les boîtes ensemencées avec les plus fortes dilutions
utilisées contiennent plus de 300 colonies, le résultat est exprimé sous la forme de >300.
II.3
Recherche et dénombrement des entérocoques
Le protocole est en accord avec la « Partie 2 : Méthode par filtration sur membrane » de la NF
EN ISO 7899-2 « Recherche et dénombrement des entérocoques intestinaux » (AFNOR, Août
2000).
DEFINITION
Les entérocoques intestinaux sont des bactéries capables de réduire le chlorure de 2,3,5triphényl-tétrazolium en formazan et d’hydrolyser l’esculine à 44°C sur le milieu de « Slanetz
et Bartley » et la gélose à la bile - l’esculine - l’azoture.
Filtration sur membrane
Un volume de 100 mL d’échantillon est filtré sur une membrane. La membrane est placée sur
le milieu de Slanetz et Bartley.
INCUBATION
Les boîtes sont incubées à (36 ± 2) °C pendant (44 ± 4) h. Toutes les colonies bombées
montrant une couleur rouge, marron ou rose soit au centre soit sur l’ensemble de la colonie
sont considérées comme typiques.
Confirmation
La membrane et les colonies sont transférées sans retournement sur une boîte de gélose bileesculine-azoture préchauffées à 44°C. Cette boîte est incubée à (44 ± 0,5) °C pendant 2 h.
Toute les colonies typiques montrant une couleur brune à noire dans le milieu environnant
sont considérées comme donnant une réaction positive et sont comptées comme entérocoques
intestinaux.
Le calcul du nombre d’unités formant colonies (UFC) par mL d’échantillon est effectué à
partir du nombre de colonies formées.
II.4
Recherche et dénombrement des Escherichia Coli par microplaques
Les prélèvements sont traités selon la « Partie 3 : Méthode miniaturisée (nombre le plus
probable) pour ensemencement en milieu liquide » de la NF EN ISO 9308-3 « Recherche et
dénombrement des Escherichia Coli et des bactéries coliformes dans les eaux de surface et
résiduaires » (AFNOR, Mars 1999).
- 245 -
Une plaque par échantillon est utilisée. Plusieurs dilutions en cascade sont effectuées dans du
diluant spécial pour microplaques (DSM). Soit 4 dilutions (1/2 – 1/20 – 1/200 - 1/2000) : 24
puits sont ensemencés pour chaque dilution avec 200 μL. Soit 5 dilutions (1/20-1/20 – 1/200 1/2000 - 1/2.106) : 16 puits sont ensemencés pour chaque dilution avec 200 μL Les plaques
sont filmées et incubées à (44 ± 0,5) °C entre 36 h et 72 h.
Figure VII-3. Préparation de microplaques
II.5
Dénombrement de Cryptosporidium et Giardia
La méthode de concentration et de dénombrement décrite par la NF T 90-455 « Recherche et
dénombrement d’oocystes de Cryptosporidium et de kystes de Giardia » a été mise en œuvre
(AFNOR, Juillet 2001).
DEFINITION
Les protozoaires du genre Cryptosporidium sont des coccidies parasites de vertébrés
caractérisés par la présence de quatre sporozoïtes dans l’oocyste mature et l’absence de
sporocystes.
Les protozoaires du genre Giardia sont des flagéllés parasites de l’intestin des mammifères
caractérisés par la présence de quatre paires de flagelles, deux axonèmes et deux corps
parabasaux bien visibles dans les formes végétatives et kystiques.
La cyptosporiodiose et la giardiose sont deux parasitoses intestinales cosmopolites qui
touchent l’homme et les animaux. La cryptosporidiose détermine une diarrhée grave,
chronique chez le patient immunodéprimé ou une diarrhé autorésolutive chez les individus
immunocompétents. La giardiose est la protozoose intestinale la plus fréquente, pouvant
déterminer une diarrhée associée à des nausées ou à de véritables syndromes de malabsorption.
Cependant, Cryptosporidium et Giardia peuvent être détectés chez des porteurs sains.
FILTRATION SUR CARTOUCHE
Une filtration à travers une cartouche de filtration sur membrane en polyéthersulfine de
porosité 1 μm est effectuée avec 20 L ou jusqu’au colmatage. La pompe mesure le débit et le
volume filtré, le débit maximal de filtration est de 100 L/h La cartouche peut être conservée
jusqu’à 72 h avant extraction, il faut alors veiller à ce qu’elle soit encore remplie d’eau de
l’échantillon à analyser et la fermer à ses deux extrémités par les deux bouchons prévus à cet
effet.
EXTRACTION ET ELUTION
- 246 -
L’élution est réalisée avec une solution PBS, solution saline à pH neutre tamponnée au
phosphate contenant un détergent et un agent anti-moussant. La cartouche est remplie avec
environ 60 mL d’éluant et agitée mécaniquement pendant 10 min. Après récupération de
l’extrait, cette opération est répétée. Les cartouches sont tournées d’un quart de tour pour
modifier la surface de contact filtre-éluant. La cartouche est remplie une troisième fois
d’éluant, une agitation manuelle très énergique pendant 30 s permet d’optimiser l’extraction.
Figure VII-4. Parasites: Filtration sur cartouche, extraction et élution
CENTRIFUGATION
L’extrait est centrifugé à basse vitesse 1250 tr/min pendant 30 min en veillant à ne pas utiliser
le frein de la centrifugeuse. Le culot est récupéré.
RECONCENTRATION PAR IMMUNO SEPARATION MAGNETIQUE (IMS)
La totalité du concentrat doit être analysée. Pour une réaction d’IMS, le volume total de culot
solide ne doit pas dépasser 0,5 mL sinon plusieurs tubes doivent être préparés. Le concentrat
est donc réparti dans les tubes qui sont complétés à l’eau distillée stérile. 100 μL d’anticorps
spécifiques greffés sur des microbilles magnétiques sont introduits de façon à capturer les
oocystes de Cryptosporidium et de kystes de Giardia. Les tubes sont agités pendant 1h à 1h30.
Des aimants permettent de récupérer les anticorps associés aux parasites. Le système est agité
2 min. Après avoir vidé le liquide, les billes magnétiques retenues sur les aimants sont rincées
plusieurs fois avec 1 mL de tampon. Un ajout de 100 μL d’HCl permet de dissocier le
complexe billes-anticorps. Après 10 min de contact, des aimants permettent d’immobiliser
les billes magnétiques.
- 247 -
Figure VII-5. IMS : supports aimantés et système d’agitation
Le liquide restant contenant éventuellement les parasites est récupéré et déposé sur une lame
de verre avec 100 μL d’acide et 10 μL de base. L’échantillon est fixé avec 50 μL de méthanol.
La lame est séchée à l’étuve à 36°C pendant 1h. Un marquage avec des anticorps spécifiques
fluorescents est effectué : 100 μL de colorant sont déposés sur la lame. La lame est ensuite
placée dans une boîte humide incubée à l’étuve pendant 1h. Après aspiration du surplus de
colorant, la lame est rincée. Après un dernier passage de 5 min à l’étuve, 18 μL d’huile sont
déposés suivis d’une lamelle fixée au vernis. Les lames sont conservées à l’abri de la lumière.
Figure VII-6. Coloration de la lame et stockage des lames
INDENTIFICATION ET NUMERATION
Le chemscan balaye la lame et détecte les positions de fluorescence. L’ordinateur enregistre
les coordonnées de ces points et pilote le microscope pour que l’opérateur puisse observer
leurs caractéristiques morphologiques.
oocystes de Cryptosporidium
Taille : 4μm à 6μm
Forme sphérique
Paroi externe nette et régulière
kystes de Giardia
Taille : 9μm – 15μmx7 – 10μm
Forme ovoïde
Paroi externe nette et régulière
Figure VII-7.Chemscan, repérage des positions fluorescentes et observation au microscope
- 248 -
II.6
Recherche et dénombrement des légionelles par cultures
La méthode par ensemencement direct et après concentration par filtration sur membrane ou
centrifugation objet de la NF T 90-431« Recherche et dénombrement de Legionella spp et de
Legionella pneumophila »(AFNOR, Septembre 2003) a été utilisée.
DEFINITION
Les Legionella sont des bactéries en bâtonnets, non sporogènes, à Gram négatif, aérobies,
flagellées ou non, exigeantes en L-cystéine, caractérisées par leur richesse en acides gras
ramifiés, propriété très inhabituelle pour des germes à Gram négatif. Certaines souches de
cette bactérie pathogène opportuniste peuvent causer des infections chez l’homme
(Légionelloses).
Elles peuvent également être définies comme des bactéries en bâtonnets capable de cultiver
sur gélose tamponnée au charbon actif et à l’extrait de levure en 48h minimum à 36°C
uniquement en présence de L-cystéine.
Les Legionella pneumophila sont les Legionella répondant à la définition précédente donnant
une réaction positive en présence d’anticorps anti-L pneumophila et responsable de la plupart
des cas de légionellose.
Elles peuvent également être définies comme étant des microorganismes répondant à la
définition précédente, non auto fluorescents, et donnant une réponse positive en présence
d’anticorps anti-L. pneumophila.
FILTRATION SUR MENBRANE ET ENSEMENCEMENT DIRECT
200 μL de l’échantillon sont directement déposés sur milieu sélectif (GVPC) à l’aide d’un
râteau.
Pas de traitement dans un tube noté d :
Un volume d’1 L d’eau est filtré sur membrane en polycarbonate de porosité 0,4 μm. La
membrane est placée dans un tube et immergée dans 5 mL d’eau à analyser. Les bactéries sont
remises en suspension par ultra-sons pendant 2 min. Ceci constitue le concentrat. 0,1 mL du
concentrat est déposé sur milieu sélectif (GVPC).
Pas de traitement avec dilution dans un tube noté d-1 :
0,5 mL du concentrat sont dilués avec 4,5 mL d’eau UHQ (dilution 1/10). 0,1 mL du
concentrat est déposé sur milieu sélectif à savoir un milieu GVPC.
Traitement thermique dans un tube noté T
1 mL de concentrat est placé au bain thermostaté à (50 ± 1) °C pendant 30 ± 1 min. 0,2 mL
sont ensemencés sur une boîte de milieu GVPC.
Traitement acide dans un tube noté
1 mL de tampon acide est ajouté à 1 mL de concentrat pendant 5 min ± 0,5 min. 0,2 mL sont
ensemencés sur une boîte de milieu GVPC.
Association des deux traitements pour les eaux chargées
1 mL de concentrat est placé dans un bain thermostaté à (50 ± 1) °C pendant 30 ± 1 min puis
1mL de tampon acide est ajouté. Après un temps de contact (5 ± 0,5) min, 0,2 mL sont
ensemencés sur une boîte de milieu GVPC Les Légionelles résistent à ces traitements qui sont
effectués pour éliminer la flore interférente.
- 249 -
Figure VII-8. Legionelles : Filtration et préparation des tubes
Les boîtes sont retournées et incubées pendant 8 jours à 10 jours à (36 ± 2) °C. Les boîtes sont
examinées au moins à trois reprises : 3 jours (alerte éventuelle), 5 jours (repiquage) et 8 jours
(identification). Les colonies qui présentent une coloration générale gris-bleu claire mais
assez variable (parfois jaune, verte, blanche, marron, violette, rose) sont considérées comme
caractéristiques. Elles peuvent devenir blanchâtres en vieillissant, ont un bord plus ou moins
net et rosé, et ont le plus souvent un aspect de verre fritté à la loupe binoculaire. Certaines
sont fluorescentes sous la lampe de Wood (lampe à ultra-violet, lampe basse pression à
mercure).
Figure VII-9. Légionelles : colonies caractéristiques
Les différents types de colonies caractéristiques présentes sur les boîtes doivent être
distinguées (un type rassemble des colonies d’aspects morphologiques similaire et un temps
d’apparition identique). La lampe de Wood peut également aider à distinguer les différents
types de colonies.
DENOMBREMENT ET DIFFERENCIATION
Les colonies caractéristiques sont dénombrées par type. Pour le repiquage, la boîte présentant
le nombre n total de colonies caractéristiques susceptible de fournir le résultat final le plus
élevé (somme des colonies de chaque type) est retenue. En cas de colonies mal isolées, une
autre boîte, sur laquelle les colonies sont suffisamment isolées, est utilisée. Les colonies
typiques sont repiquées pour la recherche des bactéries exigeantes en L-cystéine et la mise en
évidence des Legionella.
Si 1 n 5, toutes les colonies de cette boîte sont repiquées
Si n>5, cinq colonies de chaque type sont repiquées.
Les colonies sont repiquées sur trois milieux différents : gélose BCYE sans L-cystéine,
gélose au sang, et gélose BCYE avec L-cystéine.
Toutes les colonies présentant un aspect caractéristique et ne cultivant que sur le milieu
Gélose BCYE avec L-cystéine sont considérées comme Legionella.
- 250 -
Legionelle positif
Gélose BCYE sans
L-cystéine
-
Gélose au sang
-
Gélose BCYE avec
L-cystéine
+
Toutes les colonies repiquées confirmées comme Legionella non fluorescentes sous la lampe
de Wood sont testées en vue de la confirmation de l’espèce Legionella pneumophila.
Un essai immunologique des colonies de Legionella pour la recherche des Legionella
pneumophila est réalisé à l’aide d’anticorps spécifiques. En effet, ce test permet d’identifier
plusieurs espèces de Légionelles : lp1, lp2-15, spp, les deux premières étant des Legionella
pneumophila.
Figure VII-10. Test d’agglutination au latex
Les colonies caractéristiques, qui sont non fluorescentes sous la lampe de Wood et donnent
une réaction positive en agglutination au latex en présence d’anti corps anti-L. pneumophila,
sont considérées comme L. pneumophila.
Par convention, chaque colonie est considérée comme ayant été engendrée par un
microorganisme.
Les résultats sont donnés sous la forme: Legionella sp (species = toutes les espèces) en
UFC/L, dont Legionella pneumophila en UFC/L.
II.7
Détection et quantification des légionelles par PCR
Le protocole mis en œuvre est celui décrit par la norme XP T 90-471 « Détection et
quantification des Legionella et/ou Legionella pneumophila par concentration et amplification
génique par réaction de polymérisation en chaîne (PCR) » (AFNOR, Avril 2006).
FILTRATION
L’étape de filtration est automatisée. La rampe est décontaminée à l’eau de javel puis à l’eau
MilliQ. Les échantillons sont filtrés sur une membrane en polycarbonate de porosité 0,45 μm.
Un tampon de lyse est ajouté au fond d’un tube, la membrane étant placée en haut du tube.
EXTRACTION
La membrane est immergée dans le tampon de lyse au moment de l’extraction. Elle est passée
aux ultra-sons pendant 20 min. Une température de 100°C est appliquée pendant 10 min. Un
rinçage à la solution tampon est effectué.
PURIFICATION
Une filtration sur cartouche de silice est effectuée pendant 2 min à basse pression. Un tampon
de liaison et de l’éthanol absolu sont ajoutés de façon à favoriser la liaison ADN-colonne. Un
- 251 -
premier lavage avec 2 mL puis un deuxième lavage avec 4 mL sont effectués. La colonne est
séchée pendant 20 min à haute pression. L’élution est effectuée avec 200 μL de tampon
d’élution chaud à 70°C mis en contact avec la colonne pendant 1 min à basse pression. Une
seconde élution est réalisée avec 100 μL de tampon d’élution avec une pression haute.
L’extrait est récupéré dans un tube eppendorf.
Figure VII-11. Légionelles par PCR : Banc de filtration et purification
PREPARATION DU DISQUE DE PCR
Une hotte munie d’une lampe UV est réservée à la manipulation PCR et assure la
décontamination du matériel utilisé. Un disque est préparé pour l’espèce Legionella. Un
disque est préparé pour l’espèce Legionella pneumophila. Un disque est composé de six
secteurs contenant chacun six puits. Deux puits permettent de contrôler l’absence d’inhibition,
trois puits sont des répétitions et le dernier puits est un contrôle négatif. Ces puits se
remplissent par capillarité à partir d’un trou central. 37 μL d’un mix contenant la sonde et
l’amorce spécifique aux fragments d’ADN amplifié et 37 μL d’extrait sont introduits pour
chaque secteur. Une gamme de cinq étalons externes pour chaque lot de disques est constituée
de solutions de concentration calibrée en unités génome de Legionella pneumophila amplifiés,
préparées en cascades jusqu’à 25 Unités Génome à partir d’un étalon à 25 000 Unités Génome.
Figure VII-12. Hotte PCR et description des secteurs d’un disque de PCR
AMPLIFICATION, IDENTIFICATION ET QUANTIFICATION
L’amplification d’une ou de plusieurs séquences d’ADN appartenant au genre Legionella
et/ou à l’espèce Legionella pneumophila extrait est réalisée sur un Gene Disc Cycler. De
l’huile est placée pour protéger l’échantillon de l’évaporation et une basse pression est
appliquée de façon à répartir l’échantillon dans les puits. Le disque passe sur des plaques
chauffantes à 50, 60 et 90°C. Les amplicons sont ensuite identifiés et quantifiés à l’aide de la
gamme, grâce à un thermocycleur. Les deux secteurs témoins d’inhibition interne permettent
de mettre en évidence un éventuel effet d’inhibition présent dans l’extrait d’ADN de
- 252 -
l’échantillon. Le secteur de réponse négative permet de vérifier qu’il n’ya pas eu de
contamination.
Figure VII-13. Amplification sur le Gene Disc Cycler
Le résultat est exprimé avec deux chiffres significatifs en Unités génome (UG) par litre
d’échantillon quel que soit le volume d’eau traité.
II.8
Détection et dénombrement de Pseudomonas aeruginosa
Les prélèvements ont été traités selon la NF EN 12780 « Détection et dénombrement de
Pseudomonas aeruginosa par filtration sur membrane » (AFNOR, Août 2002).
FILTRATION
L’échantillon est filtré sur une membrane en ester de cellulose de porosité 0,45 μm. Les
dilutions effectuées sont les suivantes :
Dénomination
Dilution
P
-
-1
1/10
-2
1/100
La membrane est placée sur un milieu sélectif contenant de la gélose avec supplément CN en
veillant à ne pas emprisonner d’air. Le milieu est incubé à (36 ± 2) °C pendant (44 ± 4) h. Les
membranes sont examinées pour vérifier la croissance des cultures, après (22 ± 2) h et (44 ±
4) h.
DENOMBREMENT ET CONFIRMATION
Toutes les colonies produisant une pigmentation bleu-vert (pyocyanine) sont comptées
comme Pseudomonas aeruginosa confirmée. Les membranes sont examinées sous UV. Les
colonies ne produisant pas de pyocyanine et donnant lieu à fluorescence, sont comptées
comme Pseudomonas aeruginosa présumés. Leur identité est à confirmer en utilisant le
bouillon d’acétamide. Les colonies produisant une pigmentation brun-rougeâtre et ne
produisant pas de fluorescence sont comptées comme Pseudomonas aeruginosa présumés.
Leur identité est à confirmer en utilisant un essai à l’oxydase, bouillon d’acétamide et le
milieu King B.
Essai oxydase
Les colonies nécessitant confirmation sont repiquées sur une gélose nutritive à partir de la
membrane et incubées à (36 ± 2) °C pendant (22 ± 2) h. Une partie de la culture est étalée sur
- 253 -
une bandelette. La réaction est considérée comme positive lorsqu’une coloration bleu-pourpre
foncé apparaît dans les 10 s.
Milieu King B
Les cultures brun-rougeâtre oxydase positive (Test gélose nutritive) sont repiquées sur un
milieu King B et incubées pendant cinq jours maximum à (36 ± 2) °C. La croissance est
examinée sous une lampe UV et la présence de fluorescence est notée comme réponse
positive.
Bouillon d’acétamide
Un tube est ensemencé à l’aide des repiquages issus de la gélose nutritive et incubé (36 ±
2) °C pendant (22 ± 2) h. Une à deux gouttes de réactif de Nessler sont ajoutées et les tubes
sont examinés pour la production d’ammoniac, caractérisée par une coloration allant du jaune
au rouge brique, selon la concentration.
Toutes les colonies produisant de la pyocyanine (pigmentation bleu-vert) ou oxydase positive,
donnant lieu à fluorescence sous UV et capables de produire de l’ammoniac à partir
d’acétamide, sont comptées comme Pseudomonas aeruginosa confirmés.
- 254 -
ANNEXE 2. RESULTATS
ANALYTIQUES
I
I.1
QUALITE DES EAUX RUISSELEES COLLECTEES
Paramètres physico-chimiques et microbiologiques
Les résultats des analyses physico-chimiques et microbiologiques sont présentés dans le
Tableau VII-5 pour la maison individuelle en zone rurale avec toiture en tuiles et dans le
Tableau VII-6 pour le bâtiment collectif en zone périurbaine avec toiture terrasse bitumée.
I.2
Eléments traces métalliques
Les concentrations en éléments traces métalliques sur les deux sites sont fournies dans le
Tableau VII-7 et le Tableau VII-8 respectivement.
I.3
Pesticides
Les concentrations des composés qui ont pu être quantifiés parmi les 405 recherchés figurent
dans le Tableau VII-9 pour le premier site et dans le Tableau VII-10 pour le deuxième site.
- 256 -
Tableau VII-5. Qualité des eaux ruisselées collectées sur le site 1 - Résultats des analyses physico-chimiques et microbiologiques
pH
Température
Conductivité
Couleur
Turbidité
DBO5
DCO
Nt
Pt
COT
Dureté
TA
TAC
ClSO42NO3PO43Mg2+
Ca2+
Na+
K+
NH4+
Escherichia Coli
Entérocoques
Micro-org. Reviv. à 22°C
Aeromonas
Cryptosproridium
Giardia
Legionella sp (culture)
Legionella pneumo
Legionella spp (PCR)
Legionella pneumo
Pseudomonas aerugi.
07/01/09 13/01/09 20/01/09
7,6
6,0
6,9
8,3
11,1
8,9
°C
38,0
40,6
34,0
μS.cm-1
<5
<5
10
mg Pt.L-1
2,9
NTU
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
1,20
1,40
1,60
mg.L-1
4,2
1,9
1,8
°F
<0,4
<0,4
<0,4
°F
1
0,8
1,3
°F
2,7
3,4
2,4
mg.L-1
1,77
2,28
2,2
mg.L-1
4,1
5,1
2,9
mg.L-1
0,1
0,2
0,1
mg.L-1
0,4
0,7
0,6
mg.L-1
4,3
5,4
4,6
mg.L-1
1,3
1,5
1,1
mg.L-1
0,4
0,7
0,6
mg.L-1
<0,10,1
0,1
0,1
mg.L-1
ILLISIB
ILLISIB ILLISIB
ufc/100mL
0
0
>100
ufc/100mL
21
11
>100
ufc/100mL
>300
>300
ufc/mL
>300
>300
ufc/mL
<100
ufc/100mL INCOMPT
n/100mL
n/100mL
ufc/L
ufc/L
ug/L
ug/L
n/100mL
27/01/09 03/02/09 10/02/09 17/02/09
10,4
10,3
9,7
9,2
9,1
9,3
9,8
9,5
235,0
168,0
112,6
92,7
15
20
15
15
3,7
2,7
3,5
4,3
<3
24/02/09
8,5
10,8
216,0
12
2,8
<3
03/03/09 10/03/09
7,4
6,3
9,8
8,5
94,3
68,7
30
21
3,0
1,9
17/03/09
6,4
12,3
68,3
<5
1,4
24/03/09 31/03/09 07/04/09 14/04/09
6,3
6,6
6,4
5,8
13,3
10,9
11,6
12,1
124,8
71,7
58,3
20,7
21
<5
24
11
1,4
1,4
3,1
1,0
<3
2,30
5,6
0,8
4,6
1,6
1,3
2,0
<0,1
0,1
18,7
1,6
4,9
0,1
1 250
<50
270
43
32
<10
<0,0050
<0,0050
<500
<500
550 000
13 000
0
2,50
3,7
1,7
4,8
3,6
2,1
2,9
<0,1
0,4
11,5
2,0
3,2
0,3
<10
0
4
3 500
191
<10
<0,0050
<0,0050
<500
<500
2 500 000
3 300
0
2,80
3,5
<1
4,1
4,0
2,8
4,5
0,1
0,5
13,8
2,3
3,5
0,8
<10
<10
3
>30 000
21 600
2,26
2,3
<1
2,3
3,7
2,3
3,6
0,1
0,4
9,3
2,3
2,9
0,1
10 000
<10 000
49
30 000
2,20
2,3
<1
2,7
3,66
2,64
7,3
0,23
0,46
9,49
2,11
2,88
0,31
55
0
2
6 700
1 680
0
<0,0050
<0,0050
700
700
980 000
<3 300
0
2,03
5,8
1,8
3,3
2,0
1,6
2,0
<0,1
0,2
18,8
1,6
4,4
0,1
<10
33
2,30
5,7
2,3
2,8
2,6
2,5
2,5
<0,1
0,3
18,1
1,6
4,3
0,2
10
<10
9
10
25
<10
- 257 -
2,40
3,6
1,1
2,6
3,6
1,9
2,6
<0,1
0,3
9,6
2,0
3,3
0,3
67
0
11
5 400
95
2,40
2,3
<1
2,8
3,2
2,3
3,5
0,2
0,4
9,1
1,8
2,8
0,5
<10
1
10
>30 000
>30 000
0
3,20
2,2
<1
2,9
3,72
2,98
7,75
0,35
0,48
8,05
1,91
2,99
0,92
<10
<10
20
140 000
14 700
3,60
1,3
<1
<2
2,95
2,77
6,82
0,54
0,42
5,19
1,38
3,29
1,53
ILLISIB
<100
720
300 000
140 000
<10
1,30
0,6
<1
<2
0,62
1,00
2,31
0,18
0,15
2,10
0,42
0,51
0,29
10
10
66
11 300
6 300
Tableau VII-5 (suite). Qualité des eaux ruisselées collectées sur le site 1 - Résultats des analyses physico-chimiques et microbiologiques
pH
Température
Conductivité
Couleur
Turbidité
DBO5
DCO
Nt
Pt
COT
Dureté
TA
TAC
ClSO42NO3PO43Mg2+
Ca2+
Na+
K+
NH4+
Escherichia Coli
Entérocoques
Micro-org. Reviv. à
22°C
36°C
Aeromonas
Cryptosproridium
Giardia
Legionella pneumo
21/04/09 28/04/09 05/05/09 12/05/09 19/05/09 26/05/09 02/06/09 09/06/09 16/06/09 23/06/09 30/06/09 07/07/09 15/07/09 21/07/09 28/07/09
5,6
6,0
5,6
5,9
6,0
6,0
5,9
6,0
6,0
6,0
5,7
6,3
6,4
6,0
6,2
12,0
12,1
13,5
15,8
16,2
17,1
18,0
18,7
19,5
19,0
20,0
20,9
21,3
21,4
21,4
°C
28,4
18,0
32,0
38,2
28,3
15,8
28,6
28,2
31,6
32,3
59,1
77,8
93,9
41,2
41,6
μS.cm-1
11
29
11
9
16
14
14
22
22
22
27
25
36
24
27
mg Pt.L-1
1,2
1,1
0,5
1,6
0,6
2,9
0,9
1,2
1,3
1,8
2,0
3,6
6,1
3,7
4,1
NTU
<3
<3
<3
3
mg.L-1
<30
mg.L-1
8
2,6
mg.L-1
0,2
mg.L-1
1,34
1,1
1,10
1,60
1,90
2,70
1,80
2,30
2,20
2,80
2,30
0,50
3,90
3,70
3,40
mg.L-1
0,6
1,2
0,6
0,9
0,8
0,6
0,8
0,8
1,1
0,8
0,9
0,8
1,3
1,1
1,0
°F
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
°F
<2
<2
2,2
<2
<2
<2
2,0
2,6
1,0
<2
2,1
<2
2,6
2,4
2,1
°F
0,55
0,71
1,48
3,69
1,16
1,5
1,0
1,0
1,2
1,2
1,1
1,4
2,0
2,1
mg.L-1
0,88
0,88
0,99
2,50
1,26
1,5
1,4
1,5
1,5
1,4
1,6
2,2
2,2
2,0
mg.L-1
2,29
2,07
1,51
3,59
2,12
2,1
1,7
1,8
1,7
2,0
1,2
2,2
2,5
1,3
mg.L-1
0,09
0,09
0,1
0,22
0,23
0,2
0,2
0,2
0,3
0,0
0,3
0,3
0,3
0,3
mg.L-1
0,10
0,10
0,13
0,16
0,15
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,3
0,2
0,3
mg.L-1
1,47
1,49
2,16
2,47
1,94
2,2
2,1
2,2
2,4
2,5
2,6
3,3
3,1
3,1
mg.L-1
0,30
0,37
0,88
0,92
0,69
0,7
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
1,0
0,9
1,1
mg.L-1
0,42
0,41
0,34
0,64
0,64
0,9
0,9
0,8
1,0
1,0
1,2
1,3
1,1
1,1
mg.L-1
0,60
0,49
0,32
0,54
0,93
0,8
1,0
1,1
1,2
1,1
1,5
1,7
1,6
1,5
mg.L-1
<10
ILLISIB
100
<100
9
50
100
>10 000
200
ufc/100mL ILLISIB ILLISIB ILLISIB ILLISIB ILLISIB
230
2
1
2
0
0
0
<10
<100
<10
2
100
3
0
ufc/100mL
850
54
15
20
9
5
1
90
81
36
6
250
60
23
ufc/100mL
ufc/mL
17 000
7 900
9 600
4 500
1 050
18 500
1 330
8 000
15 500
6 100
4 700
35 000
632 000
850
ufc/mL
5 000
14 500
6 300
1 410
320
2 650
2 730
2 800
13 000
2 510
77 700
29 000
368 000
400
30
<100
<0,0050
<0,0050
<500
<500
1 600
000
<3 400
0
<10
ufc/100mL
n/100mL <0,0050
n/100mL <0,0050
<500
ufc/L
<500
ufc/L
ug/L
290 000
Legionella pneumo
Pseudomonas aerugi.
ug/L
n/100mL
<1100
0
13
0
<0,0050
<0,0050
<500
<500
1 400
000
340
210
0
- 258 -
710
<0,0050
<0,0050
<500
<500
6 000
000
<340
89
0
pH
Température
Conductivité
Couleur
Turbidité
DBO5
DCO
Nt
Pt
COT
Dureté
TA
TAC
ClSO42NO3PO43Mg2+
Ca2+
Na+
K+
NH4+
Escherichia Coli
Entérocoques
22°C
36°C
Aeromonas
Cryptosproridium
Giardia
Legionella pneumo
Legionella pneumo
Pseudomonas aerugi.
04/08/09 11/08/09 18/08/09 25/08/09
6,1
6,2
6,4
6,4
21,0
21,5
21,8
22,4
°C
36,2
42,0
44,6
84,5
μS.cm-1
19
20
20
25
mg Pt.L-1
4,0
3,0
3,1
4,5
NTU
<3
mg.L-1
<30
mg.L-1
1,8
mg.L-1
0,2
mg.L-1
3,20
3,20
3,00
5,10
mg.L-1
1,1
1,0
1,5
3,5
°F
<1
<1
<1
<1
°F
<2
<2
2,2
3,5
°F
1,5
1,4
1,7
1,7
mg.L-1
1,8
1,9
1,9
2,5
mg.L-1
2,7
1,6
1,8
3,8
mg.L-1
<0,1
0,3
0,3
0,3
mg.L-1
0,2
0,2
0,4
0,5
mg.L-1
2,9
3,2
4,0
4,6
mg.L-1
0,8
0,9
1,0
0,9
mg.L-1
0,8
0,9
0,9
1,2
mg.L-1
0,6
1,3
1,2
1,4
mg.L-1
600
800
ILLISIB
ufc/100mL ILLISIB
<10
<10
20
40
ufc/100mL
21
30
20
340
ufc/100mL
01/09/09
6,7
22,4
48,7
16
4,9
4,10
1,6
<1
2,4
1,7
2,0
1,7
0,4
0,4
4,6
0,9
1,1
1,5
790
80
140
08/09/09
6,3
21,0
55,3
21
6,0
x
<30
2,3
0,21
4,20
2,1
<1
2,9
1,8
1,8
0,9
0,4
0,6
5,2
1,0
1,2
1,6
<100
44
180
15/09/09 22/09/09 29/09/09
6,4
6,3
6,2
20,3
19,6
20,2
60,7
115,0
30,5
32
<5
26
5,5
2,4
2,1
4,30
2,1
<1
2,8
2,0
1,8
0,9
0,4
0,7
5,8
1,0
1,2
1,6
<100
5
40
3,20
1,2
<1
<2
0,9
6,6
2,4
0,2
0,3
2,7
0,6
0,5
0,6
<10
<10
<10
2,40
1,3
<1
<2
0,9
1,6
3,0
0,3
0,3
3,0
0,6
0,6
<0,1
10
<10
<10
06/10/09
6,0
19,6
30,5
38
1,0
<3
<30
1,0
0,12
2,20
1,2
1,9
4,5
1,1
1,7
4,1
0,4
0,3
3,1
0,7
0,7
<0,1
14
0
11
13/10/09 20/10/09 27/10/09
6,1
5,9
6,0
18,5
17,5
16,6
26,3
35,5
29,0
39
20
18
0,9
1,3
2,5
2,10
1,2
<1
2,1
0,7
1,3
3,6
0,2
0,2
2,5
0,4
0,5
0,1
100
36
140
1,70
0
<1
<2
0,7
2,5
4,6
0,3
0,3
3,2
0,5
0,6
<0,1
30
5
86
2,60
0,7
<1
<2
0,9
1,4
4,8
0,3
0,3
2,8
0,7
0,8
0,1
<10
10
24
03/11/09
6,4
14,2
13,5
6
1,4
4
<30
<1
<0,1
1,30
0,6
<1
<2
1,2
0,5
0,5
<0,1
0,0
1,0
0,7
0,2
0,1
ILLISIB
5 500
10 000
10/11/09
5,9
12,8
21,8
9
1,2
1,20
0,6
<1
2,1
3,0
1,1
0,8
<0,1
0,1
1,2
1,7
0,2
<0,1
500
300
350
ufc/mL
9 800
18 400
288 000
38 000
116 000
22 500
10 500
7 800
11 200
18 800
6 200
5 500
1 300
300 001
9 300
ufc/mL
8 300
25 700
86 000
44 000
>300 000
27 000
6 100
2 380
10 800
1 570
3 500
3 000
2 000
33 000
4 500
ufc/100mL
n/100mL
n/100mL
ufc/L
ufc/L
ug/L
ug/L
n/100mL
0
<0,0050
<0,0050
<500
<500
340 000
<1 660
1 500
2 800
736
<0,0050
0,0050
<500
<500
3 100 000
<1 700
0
- 259 -
161
390
<0,0050
<0,0050
<250
<250
1 900 000
<1 700
>100
0
INCOMPT
<0,0050
<0,0050
<500
<500
510 000
<680
<100
pH
Température
Conductivité
Couleur
Turbidité
DBO5
DCO
Nt
Pt
COT
Dureté
TA
TAC
ClSO42NO3PO43Mg2+
Ca2+
Na+
K+
NH4+
Escherichia Coli
Entérocoques
Micro-org. Revivi. à 22°C
Aeromonas
Cryptosproridium
Giardia
Legionella pneumo
Legionella pneumo
Pseudomonas aerugi.
°C
μS.cm-1
mg Pt.L-1
NTU
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
°F
°F
°F
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
ufc/100mL
ufc/100mL
ufc/100mL
ufc/mL
ufc/mL
ufc/100mL
n/100mL
n/100mL
ufc/L
ufc/L
ug/L
ug/L
n/100mL
17/11/09
6,3
13,3
28,7
13
1,5
24/11/09
6,3
14,1
25,5
26
1,5
1,30
0,8
<1
<2
2,4
4,0
1,6
<0,1
0,2
1,8
1,2
0,2
0,1
73
42
71
10 000
3 000
0
1,70
1,0
<1
<2
2,5
1,4
2,0
0,1
0,2
2,2
1,6
0,2
<0,1
<100
9
17
2 370
1 780
01/12/09
5,9
12,5
69,8
<5
2,2
17
34
0,50
<0,1
1,20
0,8
<1
<2
2,7
1,9
2,9
0,2
0,2
2,3
1,6
0,5
0,2
ILLISIB
82
440
25 300
11 100
0
<0,0050
<0,0050
<500
<500
4 100 000
850
INCOMPT
- 260 -
08/12/09
6,2
11,5
21,6
<5
1,4
15/12/09
6,2
10,9
24,1
25
1,5
0,83
0,7
4,4
5,4
1,1
1,2
1,3
<0,1
0,1
1,8
0,8
0,3
<0,1
600
600
380
6 600
4 900
0,96
0,6
<1
2,3
1,2
1,5
1,7
<0,1
0,1
1,9
0,7
0,5
<0,1
100
67
130
3 400
1 720
0
21/12/09
6,2
10,0
55,9
26
1,7
<3
15
0,61
<0,1
1,00
0,9
<1
<2
1,7
2,2
2,7
<0,1
0,2
2,5
1,1
0,9
<0,1
200
100
160
4 100
1 890
10
<0,0050
<0,0050
<500
<500
980 000
<430
100
05/01/10
6,4
9,3
24,4
20
3,6
<3
15
0,5
<0,1
1,30
1,0
<1
<2
1,6
1,8
2,2
<0,1
0,2
2,1
0,7
0,6
0,1
330
370
630
13 500
2 040
2 400
13/01/10
6,2
8,3
30,2
13
3,4
<3
15
1,1
<0,1
1,70
<0,1
<1
<2
1,6
1,8
2,5
<0,1
0,2
2,6
0,7
0,6
0,1
20
18
350
86 000
20 700
<100
19/01/10
6,1
8,2
61,5
<5
1,7
<3
15
0,4
<0,1
2,10
1,4
<1
<2
2,5
1,9
2,9
<0,1
0,3
2,9
1,0
0,6
0,1
200
34
880
25 500
9 200
600
<500
<500
3 700 000
<3 400
0
<500
<500
6 300 000
<680
0
<500
<500
1 600 000
<3 400
10 000
26/01/10
6,2
7,8
36,2
8
1,6
<2
15
0,7
<0,1
1,90
1,4
<1
<2
2,8
2,1
3,4
<0,1
0,3
3,4
1,2
0,7
<0,1
21
21
91
5 600
3 500
2
<0,0048
<0,0048
<500
<500
1 100 000
<680
0
Tableau VII-6. Qualité des eaux ruisselées collectées sur le site 2 - Résultats des analyses physico-chimiques et microbiologiques
pH
Température
Conductivité
Couleur
Turbidité
DBO5
DCO
Nt
Pt
COT
Dureté
TA
TAC
ClSO42NO3PO43Mg2+
Ca2+
Na+
K+
NH4+
Escherichia Coli
Entérocoques
Aeromonas
Cryptosporidium
Giardia
Legionella pneumo
Legionella pneumo
Pseudomonas aerugi.
°C
μS.cm-1
mg Pt.L-1
NTU
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
°F
°F
°F
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
ufc/100mL
ufc/100mL
ufc/100mL
ufc/mL
ufc/mL
ufc/100mL
n/100mL
n/100mL
ufc/L
ufc/L
ug/L
ug/L
n/100mL
04/11/09
6,3
14,8
37,7
35
2,5
12/11/09
6,3
12,7
20,7
12
1,5
18/11/09
6,3
13,5
29,8
24
2,2
5,60
1,5
<1
<2
1,8
1,5
0,9
<0,1
0,1
3,4
1,1
0,3
0,32
2 600
1 700
8 200
39 200
1 660
2,5
1,3
<1
<2
1,3
1,1
0,2
<0,1
0,1
2,1
1,0
0,2
0,14
420
560
260
72 000
35 000
0
2,80
0,6
<1
<2
1,3
1,1
0,3
<0,1
0,1
2,5
1,0
0,2
0,29
200
200
12
72 000
2 650
25/11/09
6,2
13,5
25,3
<5
2,0
<3
<30
0,04
<0,1
1,80
0,7
<1
<2
1,3
1,2
0,4
<0,1
0,1
2,4
1,0
0,3
0,45
36
30
2
31 000
7 100
4 000
<0,0053
<0,0053
1 000
1 000
2 600 000
9 300
14
02/12/09 09/12/09 16/12/09 21/12/09 06/01/10 13/01/10 20/01/10 27/01/10 03/02/10 10/02/10 17/02/10
6,2
6,6
6,2
6,1
6,5
6,4
6,0
6,1
6,2
6,1
6,0
12,0
11,6
11,1
10,0
9,2
7,7
8,2
8,2
7,5
7,4
7,8
31,6
40,3
26,5
54,3
32,1
33,3
50,0
35,1
37,7
24,5
50,4
15
36
47
38
20
18
9
15
<5
<5
<5
2,1
1,8
1,6
1,4
2,9
1,9
1,9
1,4
2,4
2,4
1,5
<3
<3
<30
<30
1,4
<1
<0,1
<0,1
3,30
2,90
2,80
2,60
2,90
7,00
7,00
2,50
3,00
5,90
4,40
0,9
0,9
1,6
1,1
1,4
1,5
<0,1
1,0
<0,1
0,9
1,0
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<2
<2
<2
<2
<2
<2
<2
<2
<2
<2
<2
1,8
1,6
1,7
1,6
1,5
1,9
1,2
1,7
2,3
1,8
2,0
1,7
1,5
1,1
1,5
1,8
2,1
0,9
0,8
1,0
0,3
0,3
1,0
0,6
0,9
0,9
0,8
1,1
0,9
0,7
0,8
0,8
1,2
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
0,2
0,2
0,2
0,2
0,22
0,26
0,12
0,1
0,11
0,1
0,1
4,0
3,1
3,2
2,7
3,66
3,78
2,09
2,1
2,09
2,2
2,1
1,2
1,1
1,1
1,1
1,16
1,44
0,76
0,9
1,24
1,1
1,2
0,3
0,2
0,2
0,2
0,3
0,26
0,14
0,1
0,18
0,2
0,2
0,42
0,14
0,15
0,16
0,11
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<10
100
200
<100
100
300
600
ILLISIB
<10
<100
<1 000
<10
130
64
<10
100
<10
0
<100
<10
<100
<1 000
70
25
240
92
82
49
56
19
14
11
45
35 000 >30 000 182 000 149 000
1 510
2 620
>300
24 300
220
>30 000 30 000
7 500
3 000
7 200
7 700
910
400
980
110
4 800
5 500
1 000
<10
10 000
2
<100
100
<0,0050
<0,0050
<0,0050
<0,0050
<500
4 200
<500
4 100
770 000
430 000
<24 000
4 700
3 600
3
- 261 -
pH
Température
Conductivité
Couleur
Turbidité
DBO5
DCO
Nt
Pt
COT
Dureté
TA
TAC
ClSO42NO3PO43Mg2+
Ca2+
Na+
K+
NH4+
Escherichia Coli
Entérocoques
Aeromonas
Cryptosporidium
Giardia
Legionella pneumo
Legionella pneumo
Pseudomonas aerugi.
°C
μS.cm-1
mg Pt.L-1
NTU
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
°F
°F
°F
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
ufc/100mL
ufc/100mL
ufc/100mL
ufc/mL
ufc/mL
ufc/100mL
n/100mL
n/100mL
ufc/L
ufc/L
ug/L
ug/L
n/100mL
24/02/10
6,2
8,3
28,8
12
1,8
<3
<30
3,5
0,4
2,30
1,0
<1
<2
1,4
0,3
1,6
<0,1
0,1
2,2
0,7
0,2
0,20
<100
10
32
111 000
1 300
0
0,0050
<0,0050
1 000
1 000
420 000
10 000
2
03/03/10 10/03/10
6,5
6,2
9,0
9,1
25,2
20,9
26
30
1,8
1,9
4,20
0,7
<1
<2
2,3
0,3
1,6
<0,1
0,2
2,4
1,1
0,2
0,20
<100
<10
21
4 400
1 970
4,00
0,9
<1
<2
1,6
0,3
1,4
<0,1
0,2
2,3
1
0,2
0,30
<100
<100
2
82 000
3 500
0
17/03/10
6,2
8,2
20,6
<5
1,7
24/03/10 31/03/10 07/04/10 14/04/10 21/04/10 27/04/10 04/05/10 11/05/10 18/05/10 26/05/10 02/06/10
6,1
6,3
6,0
6,0
6,0
6,2
6,2
6,3
6,1
6,0
6,1
11,0
9,0
12,1
12,6
13,7
14,7
16,3
13,1
14,4
17,8
17,5
35,2
40,2
37,7
52,1
42,7
56,8
40,5
25,5
30,8
28,2
40,4
44
43
40
34
47
44
x
17
29
24
67
2,5
2,6
2,0
1,6
2,0
3,2
4,9
1,5
1,1
2,1
3,4
<3
3
<3
<30
<30
<30
0,31
0,01
0,31
<0,1
0,1
<0,1
3,70
6,20
7,10
6,80
6,90
7,30
10,00
9,30
2,80
3,10
5,50
15
1,0
1,2
1,0
1,2
1,0
1,2
1,3
1,1
0,9
1,6
1,0
2,5
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<2
<2
<2
<2
<2
<2
<2
<2
<2
<2
<2
<2
1,3
1,3
1,4
3,8
3,9
4,0
4,1
0,9
0,3
0,3
0,5
0,8
0,3
0,3
0,2
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
2,8
2,5
1,4
1,7
1,3
1,2
1,5
0,7
0,3
1,2
1,5
1,6
0,4
<
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
0,10
0,10
0,1
0,2
0,1
0,2
0,2
0,2
0,2
0,1
0,1
0,1
0,1
0,2
2,1
2,5
1,4
2,7
3,1
3,1
3,4
2,0
1,6
1,7
2,1
3,3
0,7
0,7
0,5
2,1
2,2
2,2
2,2
0,65
0,3
0,3
0,1
0,5
0,2
0,3
0,2
0,4
0,5
0,65
0,5
1,4
0,2
0,2
0,3
0,4
0,20
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,80
0,30
0,40
0,70
1,20
INCOMPT
<10
100
230
<100
<100
9
ILLISIB ILLISIB
36
<10
<100
INCOMPT
<10
100
200
<100
10
9
60
ILLISIB
36
18
7
INCOMPT
110
260
490
1
0
0
3 600
>100
16
38
10
2
25 000
1 600
2 710
1 790
8 100
33 000
<10
>300
12 600
21 000
17 000
>300
7 100
4 300
900
160
4 200
21 300
<10
>300
11 600
46 000
13 500
>300
100
<100
200
0
50
INCOMPT
<0,0050
<0,0077
<0,0063
<0,0050
<0,0077
<0,0063
700
<500
<500
700
<500
<500
630 000
72 000
130 000
<3 300
<17000
<1700
5
0
7
- 262 -
pH
Température
Conductivité
Couleur
Turbidité
DBO5
DCO
Nt
Pt
COT
Dureté
TA
TAC
ClSO42NO3PO43Mg2+
Ca2+
Na+
K+
NH4+
Escherichia Coli
Entérocoques
Aeromonas
Cryptosporidium
Giardia
Legionella pneumo
Legionella pneumo
Pseudomonas aerugi.
°C
μS.cm-1
mg Pt.L-1
NTU
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
°F
°F
°F
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
ufc/100mL
ufc/100mL
ufc/100mL
ufc/mL
ufc/mL
ufc/100mL
n/100mL
n/100mL
ufc/L
ufc/L
ug/L
ug/L
n/100mL
09/06/10
6,2
19,0
49,3
75
6,3
12
1,2
<1
<2
1,1
3,3
2,1
<0,1
0,2
3,4
0,8
0,6
1,50
ILLISIB
700
>1 000
32 000
29 500
16/06/10
6,2
19,5
28,8
45
2,7
<3
32
<1
<0,10
6,7
1,0
<1
<2
0,7
1,7
0,8
<0,1
0,1
1,9
0,6
0,3
0,90
300
260
300
45 000
20 100
<100
<0,0050
<0,0050
<500
<500
640 000
<5500
63
23/06/10 30/06/10 07/07/10
6,1
6,2
6,3
18,2
21,6
22,0
20,5
48,6
52,1
24
50
38
1,4
4,1
2,6
3,7
<1
<1
<2
0,5
1,2
1,2
<0,1
0,1
1,2
0,5
0,2
0,40
40
40
15
8 900
7 100
1,0
1,1
<1
<2
0,5
2,2
0,5
<0,1
0,1
2,7
0,2
0,3
0,50
50
9
260
7 600
16 100
20
9,8
1,2
<1
2,7
0,5
2,1
0,05
<0,1
0,1
2,6
0,3
0,3
0,60
100
100
20
84 000
52 000
15/07/10
6,2
22,8
41,7
48
6,4
10
33
2,3
0,12
11,00
1,1
<1
<2
0,9
1,8
0,3
<0,1
0,1
2,9
<0,1
0,3
0,50
<100
3
21
104 000
60 000
4 600
<0,0077
<0,0077
<500
<500
<680
<680
0
- 263 -
21/07/10
5,3
21,4
86,7
150
9,5
28/07/10
4,5
22,7
49,9
83
5,2
4,80
2,5
<1
<2
1,6
3,6
0,05
<0,1
0,3
7,6
2,7
0,8
0,56
>10 000
<100
39
14 000
10 200
60,00
1,3
<1
<2
0,8
0,5
0,2
<0,1
0,2
4,8
2,0
0,8
0,42
ILLISIB
<100
48
120 000
122 000
INCOMPT
02/08/10
12/08/10
18/08/10
5,7
4,2
4,2
21,8
24,2
24,0
56,9
56,5
52,0
90
60
56
8,2
5,5
5,1
130
310
2,00
<0,1
87,00
55
40
1,7
1,5
1,4
<1
<1
<1
<2
<2
<2
1,0
0,8
0,8
2,5
0,4
0,5
3,6
0,2
0,3
<0,1
<0,1
<0,1
0,2
0,3
0,2
3,7
5,2
4,7
1,9
1,6
1,7
0,4
0,6
0,9
0,91
0,13
<0,1
ILLISIB
INCOMPT
>100
2 000
0
>100
>1 000
1
0
>300 000
>300
>300 000
>300 000
>300
>300 000
INCOMPT
<0,010
<0,010
<25 000
<25 000
820 000
12 000
2 700
25/08/10
4,2
24,5
51,7
5,4
01/09/10
4,1
22,3
66,3
61
5,2
44
1,4
<1
<2
1,2
<
0,2
<0,1
0,2
5,2
0,6
0,2
0,18
1 900
<10
0
>30 000
>30 000
73,00
1,4
<1
<2
0,6
0,8
0,2
<0,1
0,2
4,9
1,8
1,1
<0,1
ILLISIB
<10
0
>30 000
>30 000
pH
Température
Conductivité
Couleur
Turbidité
DBO5
DCO
Nt
Pt
COT
Dureté
TA
TAC
ClSO42NO3PO43Mg2+
Ca2+
Na+
K+
NH4+
Escherichia Coli
Entérocoques
Aeromonas
Cryptosporidium
Giardia
Legionella pneumo
Legionella pneumo
Pseudomonas aerugi.
08/09/10
4,4
22,5
°C
113,2
μS.cm-1
210
mg Pt.L-1
11,1
NTU
330
mg.L-1
600
mg.L-1
6,1
mg.L-1
0,32
mg.L-1
160
mg.L-1
3,0
°F
<1
°F
<2
°F
mg.L-1
5,3
mg.L-1
0,9
mg.L-1
<0,1
mg.L-1
0,5
mg.L-1
12,0
mg.L-1
3,1
mg.L-1
1,3
mg.L-1
1,87
mg.L-1
ufc/100mL ILLISIB
0
ufc/100mL
160
ufc/100mL
>300 000
ufc/mL
>300 000
ufc/mL
ufc/100mL INCOMPT
<0,0063
n/100mL
<0,0063
n/100mL
<500
ufc/L
<500
ufc/L
1 500 000
ug/L
<17 000
ug/L
0
n/100mL
14/09/10
4,5
21,2
103,5
180
8,5
22/09/10
4,5
19,8
67,1
190
12,1
29/09/10
4,4
18,8
38,1
50
4,6
98,00
1,6
<1
<2
73,00
2,4
<1
<2
2,6
2,8
0,05
<0,1
0,3
8,1
1,4
0,4
0,28
ILLISIB
2
0
>300 000
>300 000
<100
26,00
1,1
<1
<2
1,5
0,7
0,05
<0,1
0,1
3,4
<0,1
0,2
<0,1
ILLISIB
60
140
>300 000
>300 000
4,3
0,5
<0,1
0,6
11,4
3,0
1,0
1,45
ILLISIB
<10
7
>300 000
60 000
05/10/10 13/10/10
4,6
6,1
18,1
16,9
39,1
19,8
65
<5
5,8
1,4
50
20,00
1,2
<1
<2
1,7
0,7
0,05
<0,1
0,1
3,7
0,3
0,2
<0,1
12 000
<8 300
- 264 -
2,30
<1
<1
<2
0,3
<
0,3
<0,1
<0,1
0,8
<0,1
0,2
<0,1
1
1
0
1 040
>1 000
20/10/10 27/10/10
5,8
5,5
15,6
16,4
10,9
17,1
<5
<5
1,5
1,6
<3
<30
<1
<0,10
2,80
5,20
<1
<1
<1
<1
<2
<2
0,2
0,5
<
0,4
0,2
0,7
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
0,8
1,3
<0,1
<0,1
0,2
0,2
0,10
0,14
<10
2 000
22
600
10
28
>30 000
35 000
>30 000
296 000
0
<0,0063
<0,0063
<500
<500
24 000 000
<3 300
19
03/11/10
5,7
15,5
19,3
22
2,1
<3
<30
<1
<0,10
5,20
<1
<1
<2
0,6
0,3
0,5
<0,1
0,1
1,5
<0,1
0,4
0,22
200
170
460
>300 000
93 000
0
<0,0050
<0,0050
<250
<250
73 000 000
<170 000
62
Tableau VII-7. Qualité des eaux ruisselées collectées sur le site 1 – Résultats pour les éléments traces métalliques
Al
Cd
Cr
Cu
Fe
Ni
Zn
Pb
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
Hg
μg.L-1
27/01/09
24/02/09
24/03/09
21/04/09
19/05/09
16/06/09
15/07/09
11/08/09
08/09/09
06/10/09
03/11/09
01/12/09
21/12/09
05/01/10
26/01/10
47,02
<0,1
0,46
3,64
82,56
0,29
375,67
0,45
36,90
0,036
0,28
3,45
64,15
0,45
547,59
0,39
20,49
0,061
0,23
3,73
56,56
0,51
1185,51
0,40
13,36
0,018
0,11
1,43
14,84
0,17
524,73
0,26
11,58
0,018
0,13
1,83
9,86
0,23
561,57
0,2
16,78
0,017
0,18
2,01
37,84
0,34
496,85
0,27
34,44
0,026
0,24
4,64
125,91
0,64
772,12
0,89
29,87
0,022
0,21
3,59
101,15
0,53
493,2
0,89
35,48
0,021
0,25
5,08
271,22
0,74
558,03
1,32
36,35
0,019
0,31
5,47
279,00
0,84
502,82
1,31
10,77
0,012
0,050
0,69
12,25
<0,1
372,31
0,2
19,80
0,034
0,159
2,60
22,17
0,28
864,90
0,30
19,49
0,051
0,12
3,31
34,02
0,27
686,86
0,27
19,36
0,068
0,11
1,25
15,56
0,13
667,68
0,18
15,81
0,075
0,1
1,79
13,09
0,25
778,43
0,21
0,11
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
0,23
<0,1
<0,1
Al
Cd
Cr
Cu
Fe
Ni
Zn
Pb
Hg
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
25/11/10
21/12/10
27/01/11
24/02/11
24/03/11
21/04/11
18/05/11
16/06/11
15/07/11
02/08/11
08/09/11
05/10/11
10,55
<0,01
0,068
1,77
83,13
<0,5
69,19
1,43
<0,1
10,55
0,012
0,20
1,64
33,19
0,36
104,95
2,15
<0,1
8,50
0,016
<0,1
1,38
13,05
0,2
162,53
2,67
<0,1
14,52
0,036
<0,1
1,96
30,33
0,5
193,08
3,11
<0,1
33,04
<0,1
0,19
3,56
56,7
0,84
208,65
5,93
<0,1
29,37
0,15
0,16
3,22
272,92
0,75
198,59
4,56
<0,1
11,58
0,019
0,074
1,43
94,55
0,36
147,67
2,22
<0,1
28,74
<0,1
0,14
2,16
120,63
0,7
248,24
4,44
<0,1
35,60
<0,1
<0,2
2,10
201,52
0,81
195,55
5,17
<0,1
139,45
<0,1
0,39
41,96
257,02
6,75
507,62
17,14
<0,16
268,91
0,16
0,64
11,38
1403,6
4,46
984,85
23,49
<0,1
63,97
<0,1
0,28
3,53
392,83
1,25
344,25
6,32
<0,1
- 265 -
20/10/11 03/11/11
13,64
<0,1
<0,2
1,07
98,16
0,4
90,26
1,98
<0,1
18,64
<0,1
0,11
2,03
90,98
0,6
119,15
2,7
<0,1
Tableau VII-9. Qualité des eaux ruisselées collectées sur le site 1 – Résultats pour les pesticides
Pesticides
Famille
2,4-D
Acétochlore
Aclonifen
Herb.
Herb.
Herb.
Meta.
Herb.
Fong..
Fong.
Fong.
Inse.
Fong.
Herb.
Herb.
Herb.
Fong.
Herb.
Inse.
Fong.
Herb.
Herb.
Herb.
Fong.
Herb.
Méta.
Herb.
Fong.
Herb.
Herb.
Fong.
Mollu.
Herb.
Fong.
Herb.
Meta.
Fong.
Fong.
Herb.
Meta.
Herb.
AMPA
Azoxystrobin
Bénalaxyl
Boscalid
Carbaryl
Carbendazime
Clormequat chlorure
Chlortoluron
Diméthéamide
Diméthomorphe
DNOC
Epoxyconazole
Fénuron
Flurtamone
Flurochloridone
Flusilazole
Glyphosate
Hydroxyterbuthylazine
Iprovalicarbe
Isoproturon
Mecoprop
Métalaxyle
Métaldéhyde
Metolachlore (R+S)
Myclobutanyl
Pendiméthaline
Simazine 2 hydroxy
Spiroxamine
Tébuconazole
Terbutylazine désethyl
2,4-MCPA
Hiver
27/01/09
24/02/09
24/03/09
Printemps
21/04/09
19/05/09
0,020
0,080
P
0,100
16/06/09
0,070
0,200
15/07/09
0,040
0,030
Ete
11/08/09
0,020
0,020
08/09/09
0,020
P
0,780
0,900
0,850
06/10/09
P
Automne
03/11/10
01/12/09
0,100
0,300
0,020
0,020
0,020
0,020
0,020
0,020
0,060
0,020
0,020
0,030
0,040
0,020
P
0,040
0,070
0,210
0,410
0,060
P
0,020
0,200
0,400
0,200
0,600
P
P
0,050
P
P
P
P
0,020
P
0,020
P
P
0,200
0,020
P
0,050
0,080
1,700
P
1,400
3,200
0,300
P
P
P
P
0,050
0,020
0,050
0,040
0,540
0,020
0,060
0,240
0,680
0,030
0,020
0,040
0,170
0,340
P
0,020
0,160
P
0,080
0,140
P
P
0,120
0,040
P
0,070
P
0,060
P
0,020
0,020
0,020
0,030
P
P
0,020
0,020
8
8
33
8
50
8
8
8
33
75
8
P
0,030
P
58
17
17
17
8
25
83
P
P
6,000
Fréquence
(%)
42
42
8
0,020
P
Herb=herbicide, Fung=fongicide, Inse=insecticide, Mollu=molluscicide, Meta=métabolite, P=présence
- 266 -
25
17
25
42
33
58
8
17
17
8
42
33
50
Tableau VII-10. Qualité des eaux ruisselées collectées sur le site 2 – Résultats pour les pesticides
Pesticides
Famille
2,4-D
Acétochlore
Carbendazime
Clormequat
chlorure
Dimethomorphe
Herb.
Herb.
Fong.
DNOC
Diuron
Mecoprop
Mépiquat
Métalaxyle
Métaldéhyde
Metazachlore
Métolachlore
(R+S)
Spiroxamine
Tébuconazole
Terbutylazine
Terbutylazine
désethyl
Triclopyr
2,4-MCPA
Automne
25/11/09
16/12/09
Hiver
27/01/10
24/02/10
24/03/10
Printemps
21/04/10
18/05/10
0,020
0,040
16/06/10
15/07/10
Ete
02/08/10
0,050
0,020
P
0,020
Herb.
0,050
Fong.
Herb.
Inse.
Herb.
Herb.
Herb.
Fong.
Mollu.
Herb.
P
P
0,020
0,090
0,190
0,230
0,370
0,200
0,570
0,190
0,200
0,440
0,640
0,410
0,240
Fréquence
(%)
17
17
33
0,040
17
P
P
P
0,440
0,180
0,050
0,110
Automne
13/10/10
17
0,060
2,400
0,020
4,800
P
P
4,800
0,040
0,180
P
0,060
Herb.
Fong.
Fong.
Herb.
Herb.
Méta.
Herb.
Herb.
0,050
22/09/10
0,080
0,090
0,060
33
P
P
P
P
8
25
8
0,020
0,030
17
0,040
0,080
P
Herb=herbicide, Fong=fongicide, Inse=insecticide, Mollu=molluscicide, Meta=métabolite, P=présence
- 267 -
25
100
17
17
25
8
0,130
0,020
0,200
0,170
0,030
75
8
25
II
II.1
QUALITE DES EAUX DISTRIBUEES
Paramètres physico-chimiques et microbiologiques
Les résultats des analyses physico-chimiques et microbiologiques sont présentés dans le
Tableau VII-11 pour la maison individuelle en zone rurale avec toiture en tuiles et dans le
Tableau VII-12 pour le bâtiment collectif en zone périurbaine avec toiture terrasse bitumée.
II.2
Eléments traces métalliques
Les concentrations en éléments traces métalliques sur les deux sites sont fournies dans le
Tableau VII-13 et le Tableau VII-14 respectivement.
- 268 -
Tableau VII-11. Qualité des eaux distribuées sur le site 1 - Résultats des analyses physico-chimiques et microbiologiques
pH
Température
Conductivité
Couleur
Turbidité
DBO5
DCO
Nt
Pt
COT
Dureté
TA
TAC
ClSO42NO3PO43Mg2+
Ca2+
Na+
K+
NH4+
Escherichia Coli
Entérocoques
Aeromonas
Cryptosporidium
Giardia
Legionella pneumo
Legionella pneumo
Pseusomonas aerugi.
°C
μS.cm-1
mg Pt.L-1
NTU
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
°F
°F
°F
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
ufc/100mL
ufc/100mL
ufc/100mL
ufc/mL
ufc/mL
ufc/100mL
n/100mL
n/100mL
ufc/L
ufc/L
ug/L
ug/L
n/100mL
06/01/09
EP
7,6
11,1
314,0
<1
13/01/09 20/01/09 27/01/09 03/02/09 10/02/09 17/02/09 24/02/09 03/03/09 10/03/09 17/03/09 24/03/09 31/03/09 07/04/09 14/04/09
EP
EDP
EDP
EDP
EDP
EDP
EDP
EDP
EDP
EDP
EP
EP
EDP
EDP
7,1
7,1
10,3
10,2
9,6
9,1
8,2
7,3
6,4
6,4
7,2
7,6
6,6
6,0
10,1
10,5
10,5
10,7
10,5
9,8
9,6
10,6
9,8
12,1
11,7
13,3
13,0
13,5
293,0
56,2
207,0
156,0
119,6
102,3
214,0
93,9
69,5
68,9
592,0
332,0
76,8
24,2
<1
10
15
15
15
15
11
22
23
<5
<5
10
30
16
2,6
2,7
1,8
2,7
3,6
2,4
1,9
1,6
1,1
0,9
0,2
1,7
0,7
<3
<3
x
x
x
<3
x
x
x
63,0
37,0
x
x
x
13
x
x
x
8,0
9,0
x
x
x
9
x
x
x
0,1
<0,14
x
x
x
0,05
x
x
x
0,74
0,72
1,60
2,20
1,97
6,60
11,00
2,50
2,70
2,40
2,74
0,66
1,50
3,99
1,30
17,1
15,8
2,5
5,5
5,2
4,8
4,9
3,5
3,2
2,4
2,4
15,9
16,4
1,6
1
<0,4
<0,4
<0,4
1,3
2,1
2,1
1,1
1,1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
13,9
13,1
2,0
5,1
3,1
2,6
3,1
5,0
4,0
3,2
2,3
13,0
14,0
2,0
4,0
17,1
14,2
3,4
1,6
2,8
2,6
3,8
3,7
4,4
3,3
4,5
12,4
12,91
3,21
0,75
13,2
9,78
2,8
1,3
2,1
1,8
2,1
2,1
2,7
2,2
2,3
13,57
14,09
3,74
1,09
9,1
6,4
3,1
1,7
2,3
2,5
2,4
2,9
4,1
3,3
3,3
8,02
7,27
6,52
2,47
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
0,1
0,1
0,2
<0,1
<0,1
0,48
0,18
11,8
10,8
1,3
0,1
0,5
0,4
0,6
0,4
0,5
0,4
0,5
11,73
12,43
1,35
0,27
43,4
35,7
7,4
18,6
17,5
18,0
10,5
12,4
13,3
9,0
9,2
34,12
36,96
8,89
2,4
6,7
6,1
1,5
1,5
1,4
1,6
1,9
2,1
2,2
1,7
1,8
5,49
5,14
1,63
0,47
1,4
1,1
0,7
4,4
4,4
4,3
3,0
3,4
4,2
3,2
4,4
1,19
1,70
2,34
0,52
<0,1
<0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,3
0,3
0,7
0,3
<0,1
<0,1
<0,1
1,26
0,24
ILLISIB ILLISIB ILLISIB
1 300
<10
10
0
<50
<10
<10
<10
1
0
ILLISIB
12
0
0
>100
120
0
0
0
0
0
0
0
0
<100
12
0
0
>100
60
58
9
15
15
4
20
51
0
3
930
62
>300
117
26
110
6 200
1 140
>30 000 >30 000
2 640
600
11 500 228 000 12 400
276
124
26
45
500
216
17 200
28 000
480
3 000
144 000
2 020
INCOMPT
<100
<10
<10
10
0
0
<10
<0,0050
<0,0050
<0,0050
<0,0050
<0,0050
<0,0050
<500
<500
<250
<500
<500
<250
920 000
880 000
2 000
11 000
3 400
<1700
0
1
0
- 269 -
Tableau VII-11 (suite). Qualité des eaux distribuées sur le site 1 - Résultats des analyses physico-chimiques et microbiologiques
pH
Température
Conductivité
Couleur
Turbidité
DBO5
DCO
Nt
Pt
COT
Dureté
TA
TAC
ClSO42NO3PO43Mg2+
Ca2+
Na+
K+
NH4+
Escherichia Coli
Entérocoques
Aeromonas
Cryptosporidium
Giardia
Legionella pneumo
Legionella pneumo
Pseudomonas aerugi.
°C
μS.cm-1
mg Pt.L-1
NTU
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
°F
°F
°F
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
ufc/100mL
ufc/100mL
ufc/100mL
ufc/mL
ufc/mL
ufc/100mL
n/100mL
n/100mL
ufc/L
ufc/L
ug/L
ug/L
n/100mL
21/04/09
EDP
5,7
13,6
19,1
12
1,1
<3
29
7
<0,11
1,05
0,9
<1
<2
0,55
0,96
2,37
<0,1
0,19
1,75
0,33
0,42
0,59
ILLISIB
130
920
38 000
20 900
10
<0,0063
<0,0063
<500
<500
1 100 000
<1700
0
28/04/09 05/05/09 12/05/09 19/05/09 26/05/09 02/06/09 09/06/09 16/06/09 23/06/09 30/06/09 07/07/09 15/07/09 21/07/09 28/07/09
EDP
EDP
EDP
EDP
EDP
EDP
EDP
EDP
EDP
EDP
EDP
EDP
EDP
EDP
6,3
6,4
6,3
5,9
5,8
6,0
6,0
5,9
6,3
6,0
6,2
6,7
6,3
6,4
14,1
15,3
17,2
18,4
17,9
19,6
19,6
19,5
19,3
21,2
22,2
23,4
23,6
22,7
48,7
59,8
59,4
23,1
27,6
62,9
47,5
32,5
64,6
59,1
110,0
191,5
67,6
68,3
25
<5
9
14
15
13
29
35
25
23
24
24
23
20
0,8
0,6
0,8
0,6
0,8
0,6
1,1
1,2
1,3
3,1
2,4
2,9
3,5
3,3
<3
<3
<3
30
51
<30
9
5
0,7
0,09
<0,11
0,2
1,1
1,40
1,80
1,40
2,40
1,90
2,00
1,90
2,20
2,70
3,50
4,90
3,20
2,80
1,9
2,3
2,3
2,5
0,6
1,2
1,3
0,9
1,8
0,9
0,7
2,6
1,1
2,6
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
2,2
3,8
2,5
2,8
<2
2,0
3,1
2,0
2,9
2,1
2,1
3,5
2,8
3,2
1,81
3,87
1,85
1,22
2,6
1,7
1,0
2,1
1,1
1,6
2,8
2,6
2,7
1,05
2,45
1,29
1,30
2,7
2,2
1,4
2,6
1,2
2,2
4,3
3,5
3,1
2,77
2,23
2,88
2,06
4,0
2,8
1,7
2,7
1,8
1,7
3,1
2,3
1,4
<0,1
<0,1
0,26
0,21
0,2
0,2
0,2
0,2
0,3
0,2
0,3
0,3
0,2
1,15
1,43
1,23
0,16
1,3
0,9
0,2
1,2
0,2
0,7
2,1
1,3
1,3
5,83
7,63
7,11
2,1
6,3
4,7
2,1
6,0
2,5
4,4
8,6
6,2
6,1
0,81
1,41
1,51
0,71
1,1
0,8
0,5
1,0
0,6
0,8
1,4
1,4
1,4
0,45
0,47
0,9
0,62
0,8
0,8
0,8
1,0
0,9
1,1
1,3
1,1
1,0
0,43
0,20
0,59
0,87
0,8
1,1
1,3
1,3
1,3
1,5
1,4
1,6
1,5
ILLISIB ILLISIB
<10
ILLISIB
20
<100
100
300
30
100
<100
2
<10
<10
1
0
0
2
<100
<10
0
30
7
0
50
24
63
12
3
0
300
72
86
110
400
39
9
5 700
61 000
86 000
1 540
49 000
1 200
>30 000 58 000
19 200
84 000
108 000 27 200
460
7 500
63 000 144 000
2 350
121 000
970
22 000
26 600
9 500
192 000
84 000
9 900
620
17
0
0
220
45
<100
0
<0,0050
<0,0050
<0,0050
<0,0050
<0,0050
<0,0050
<500
<500
<500
<500
<500
<500
310 000
160 000
2 700
<340
<340
<1700
250
34
0
- 270 -
04/08/09 11/08/09 18/08/09 25/08/09
EDP
EDP
EP
EDP
6,2
6,3
7,7
6,8
pH
21,9
21,8
25,6
24,2
Température
°C
47,6
35,7
350,6
84,5
Conductivité
μS.cm-1
16
20
5
30
Couleur
mg Pt.L-1
3,3
2,5
0,1
3,2
Turbidité
NTU
x
<3
x
x
DBO5
mg.L-1
x
<30
x
x
DCO
mg.L-1
x
1,5
x
x
Nt
mg.L-1
x
0,2
x
x
Pt
mg.L-1
2,90
3,10
1,10
4,90
COT
mg.L-1
2,0
2,3
17,1
1,4
Dureté
°F
<1
<1
<1
<1
TA
°F
2,5
2,7
17,0
2,5
TAC
°F
1,6
1,5
12,9
3,0
Clmg.L-1
21,9
1,8
20,6
4,4
SO4
mg.L-1
0,0
1,5
2,7
2,7
NO3mg.L-1
<0,1
0,3
<0,1
0,2
PO43mg.L-1
0,4
0,2
0,4
0,5
Mg2+
mg.L-1
3,5
3,1
35,6
8,3
Ca2+
mg.L-1
+
1,0
0,8
6,6
1,5
Na
mg.L-1
0,7
0,9
0,9
1,2
K+
mg.L-1
<0,1
1,3
<0,1
1,3
NH4+
mg.L-1
300
<10
500
ufc/100mL ILLISIB
<10
<10
<10
30
ufc/100mL
Escherichia Coli
15
30
<10
40
Entérocoques
ufc/100mL
8 300
18 700
7 800
148 000
ufc/mL
7 700
27 100
2 820
58 000
ufc/mL
0
8 800
ufc/100mL
Aeromonas
<0,0050
n/100mL
Cryptosporidium
<0,0050
n/100mL
Giardia
<500
ufc/L
<500
ufc/L
Legionella pneumo
750 000
ug/L
<850
ug/L
Legionella pneumo
1 300
n/100mL
Pseudomonas aerugi.
01/09/09
EP
7,9
25,0
358,0
<5
0,1
x
x
x
x
1,00
17,5
<1
15,0
13,4
20,8
2,6
<0,1
0,4
33,0
6,8
1,1
<0,1
<10
<10
<10
1 140
2 980
08/09/09
EP
7,8
24,4
346,0
8
0,5
x
<30
0,6
<0,1
0,99
17,6
<1
14,0
13,5
21,1
2,6
<0,1
0,6
28,5
6,8
1,2
<0,1
0
0
0
600
2 350
5
0,025
<0,0050
<500
<500
120 000
<340
4
15/09/09
EP
7,9
21,0
350,0
<5
0,2
x
x
x
x
2,20
18,1
<1
14,0
13,2
21,8
2,3
<0,1
0,7
27,1
6,7
1,2
<0,1
<10
<10
<10
173
200
- 271 -
22/09/09
EDP
7,5
21,1
118,0
<5
2,2
x
x
x
x
1,50
2,7
<1
2,5
2,5
4,9
0,9
0,1
0,3
10,2
1,8
0,5
0,4
20
<10
<10
57 000
17 100
126
29/09/09
EDP
6,0
20,2
34,7
26
1,4
x
x
x
x
2,00
2,6
<1
2,6
1,0
1,7
2,2
0,2
0,3
3,4
0,6
0,6
<0,1
10
<10
<10
272 000
>300 000
06/10/09 13/10/09 20/10/09 27/10/09
EDP
EDP
EDP
EDP
6,5
6,2
6,2
5,9
20,1
19,0
18,2
18,2
65,8
43,2
28,0
26,1
38
38
30
16
0,6
0,8
0,9
1,4
<3
x
x
x
<30
x
x
x
0,9
x
x
x
<0,1
x
x
x
2,00
1,70
1,90
3,50
2,0
2,7
<0,1
0,7
<1
2,6
<1
<1
<2
2,7
<2
<2
2,1
1,1
0,7
0,8
4,9
2,3
1,5
1,3
5,0
3,8
3,7
3,6
0,2
0,2
0,2
0,3
0,3
0,2
0,3
0,2
7,0
3,9
2,7
2,3
1,2
0,6
0,5
0,6
0,7
0,5
0,6
0,6
<0,1
0,1
<0,1
0,2
10
<100
8
45
0
21
6
<10
3
230
84
30
480 000
17 400
216 000
41 000
292 000
20 400
6 300
33 000
1 100
0
<0,0050
<0,0050
<250
<250
850 000
<850
100
03/11/09
EDP
6,1
14,9
16,5
<5
0,8
<3
<30
0,7
<0,1
0,83
0,4
<1
<2
1,0
0,8
1,3
0,1
0,2
1,2
0,7
0,2
0,1
ILLISIB
2 800
>10 000
59 000
14 200
INCOMPT
<0,0050
<0,0050
<500
<500
680 000
<680
50
10/11/09
EDP
5,9
14,3
23,2
11
0,8
x
x
x
x
0,97
2,2
<1
<2
2,8
1,2
1,1
0,1
0,2
1,5
1,8
0,2
0,1
500
220
400
5 100
1 810
pH
Température
Conductivité
Couleur
Turbidité
DBO5
DCO
Nt
Pt
COT
Dureté
TA
TAC
ClSO42NO3PO43Mg2+
Ca2+
Na+
K+
NH4+
Escherichia Coli
Entérocoques
Aeromonas
Cryptosporidium
Giardia
Legionella pneumo
Legionella pneumo
Pseudomonas aerugi.
°C
μS.cm-1
mg Pt.L-1
NTU
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
°F
°F
°F
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
ufc/100mL
ufc/100mL
ufc/100mL
ufc/mL
ufc/mL
ufc/100mL
n/100mL
n/100mL
ufc/L
ufc/L
ug/L
ug/L
n/100mL
17/11/09
EDP
6,4
17,4
70,6
13
0,8
x
x
x
x
1,30
2,2
<1
<2
4,0
2,9
2,2
0,1
1,0
3,9
1,8
0,3
0,1
55
28
69
6 300
3 800
0
24/11/09
EDP
6,3
15,7
51,9
19
0,6
x
x
x
x
2,70
1,7
<1
<2
3,8
3,7
3,0
0,1
1,2
5,2
1,9
0,4
<0,1
<100
5
15
2 450
1 720
01/12/09
EDP
5,9
14,4
33,4
<5
1,3
<3
<30
0,60
<0,1
1,30
0,9
<1
<2
3,0
2,6
3,0
0,2
0,5
3,1
1,7
0,5
0,2
ILLISIB
57
470
10 500
5 500
0
<0,0050
<0,0050
<500
<500
2 600 000
<700
INCOMPT
08/12/09
EDP
6,3
13,9
33,7
<5
1,4
x
x
x
x
1,00
2,3
3
3,1
1,6
2,2
1,9
<0,1
0,5
2,8
0,9
0,4
<0,1
110
110
430
8 300
6 000
- 272 -
15/12/09
EDP
6,1
10,8
28,7
42
1,3
x
x
x
x
2,10
1,2
<1
3,1
1,3
1,6
1,5
0,1
0,2
1,8
0,7
0,5
<0,1
300
59
170
3 000
2 360
0
21/12/09
EDP
6,2
12,0
51,4
21
0,9
<3
<30
0,60
<0,1
0,84
0,8
<1
<2
1,4
2,1
2,3
0,1
0,2
1,8
0,8
0,7
<0,1
100
40
130
3 300
2 190
10
<0,0050
<0,0050
<500
<500
1 200 000
<2400
77
05/01/10
UV
6,9
15,0
99,4
9
3,1
19
30
1,3
<0,1
4,30
4,8
<1
3,3
0
0
0
<10
0
0
<500
<500
200 000
<3400
13/01/10
UV
7,0
11,4
91,3
12
1,6
10
37
0,9
<0,1
3,10
4,0
<1
2,7
4,5
7,7
5,4
0,1
2,5
10,7
1,8
0,8
0,1
0
0
0
60
<10
0
19/01/10
UV
6,8
12,6
127,2
5
1,0
13
39
1,0
<0,1
6,80
4,0
<1
2,9
4,8
6,2
4,7
0,1
1,8
8,4
1,7
0,7
0,1
0
0
0
<10
60
0
<500
<500
14 000 000
<6800
0
<500
<500
230 000
<680
0
26/01/10
UV
6,6
13,3
79,6
11
0,8
9
<30
1,3
<0,1
4,30
3,9
<1
2,7
5,8
7,3
6,0
0,1
2,1
10,1
2,0
0,8
0,1
0
0
0
<10
<10
0
<0,0050
<0,0050
<250
<250
460 000
<680
0
Tableau VII-12. Qualité des eaux distribuées sur le site 2 - Résultats des analyses physico-chimiques et microbiologiques
pH
Température
Conductivité
Couleur
Turbidité
DBO5
DCO
Nt
Pt
COT
Dureté
TA
TAC
ClSO42NO3PO43Mg2+
Ca2+
Na+
K+
NH4+
Escherichia Coli
Entérocoques
Aeromonas
Cryptosporidium
Giardia
Legionella pneumo
Legionella pneumo
Pseudomonas aerugi.
°C
μS.cm-1
mg Pt.L-1
NTU
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
°F
°F
°F
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
ufc/100mL
ufc/100mL
ufc/100mL
ufc/mL
ufc/mL
ufc/100mL
n/100mL
n/100mL
ufc/L
ufc/L
ug/L
ug/L
n/100mL
04/11/09
UV
6,2
18,3
26,8
34
2,5
12/11/09
EP
7,1
20,0
204,0
28
0,6
18/11/09
UV
6,0
18,1
19,2
19
1,2
5,80
1,2
<1
<2
1,7
1,1
0,4
<0,1
0,14
3,1
1,04
0,2
0,26
0
0
0
700
370
0,99
9,4
<1
7,4
8,5
16,2
1,6
<0,1
2,14
20,5
9,40
0,9
0,40
<10
0
0
1 200
2 600
0
2,40
0,7
<1
<2
1,2
0,9
0,2
<0,1
0,14
2,2
0,86
0,2
0,29
0
0
0
1 560
1 350
25/11/09
UV
6,1
15,9
36,3
<5
1,2
<3
<30
0,04
<0,1
2,10
0,7
<1
<2
1,2
1,0
0,3
<0,1
0,14
2,3
0,89
0,2
0,40
1
1
0
210
210
<0,0050
<0,0050
<500
<500
1 300 000
<8300
0
02/12/09 09/12/09 16/12/09 21/12/09 06/01/10 13/01/10 20/01/10 27/01/10 03/02/10 10/02/10 17/02/10
UV
UV
UV
UV
UV
EP
EP
UV
UV
EDP
EDP
6,4
6,4
5,9
6,3
7,1
5,9
5,8
6,0
5,9
6,0
15,9
17,0
16,4
17,4
14,0
16,5
11,3
12,3
12,3
10,6
12,5
32,0
26,6
35,8
53,9
44,1
125,3
41,1
25,1
26,6
23,3
52,2
29
40
30
48
17
12
10
17
<5
<5
<5
1,5
1,2
1,4
1,1
1,3
1,1
1,5
1,1
1,9
1,5
1,3
<3
<3
<30
<30
<1
<1
<0,1
3,50
2,30
2,20
2,20
2,80
2,30
3,50
2,50
2,50
3,30
3,10
1,2
1,1
1,3
1,2
1,3
4,7
<0,10
0,9
<0,1
0,8
1,0
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<2
<2
<2
<2
<2
<2
<2
<2
<2
<2
<2
1,6
1,6
1,6
1,6
1,5
6,2
1,2
1,6
2,2
1,7
2,1
1,4
1,3
1,3
1,4
1,8
9,7
0,9
0,8
1,0
0,05
0,05
0,7
0,5
0,7
0,8
0,7
1,7
0,8
0,6
0,6
0,4
0,9
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
0,18
0,17
0,17
0,16
0,22
1,35
0,10
0,10
0,12
0,20
0,20
2,8
2,8
2,6
2,5
3,5
16,1
2,1
1,9
2,03
2,0
2,2
0,98
1,10
1,11
1,00
1,07
5,43
0,77
0,94
1,24
1,10
1,20
0,2
0,2
0,2
0,2
0,23
0,5
0,13
0,1
0,17
0,2
0,2
0,25
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,15
0,10
0,30
0
>10 000 ILLISIB
<100
0
<10
ILLISIB
0
0
<100
<1 000
0
0
0
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225,62
13,53
15,59
<0,1
0,035
0,024
0,018
0,026
0,39
0,24
0,19
0,1
0,14
7,53
4,76
18,91
10,5
32,15
79,58
61,77
252,16
14,07
10,83
0,31
0,44
0,45
0,35
1,35
361,72
469,69
28,28
497,47
575,53
2,00
0,55
1,23
1,2
3,31
<0,1
<0,1
16/06/09
EDP
12,86
0,014
0,13
11,06
38,79
1,26
480,33
4,48
<0,1
15/07/09 11/08/09 08/09/09 06/10/09 03/11/09 01/12/09 21/12/09 05/01/10 26/01/10
EDP
EDP
EP
EDP
EDP
EDP
EDP
UV
UV
31,07
31,2
224,88
18,49
7,79
12,42
8,44
33,52
12,42
0,018
0,018
<0,01
0,016
0,012
0,031
0,047
0,071
0,031
0,2
0,18
0,29
0,13
0,034
0,096
0,1
0,27
0,096
47,29
22,99
43,18
28,12
15,58
16,07
9,86
68,31
16,07
77,23
53,49
17,68
77,89
4,99
11,64
6,34
21,5
11,64
4,98
3,36
1,92
1,66
0,96
1,19
0,57
0,96
1,19
590,18
446,78
18,52
396,54
349,69
860,70
641,22
565,14
860,7
6,97
5,66
2,01
3,86
1,42
2,51
1,55
2,07
2,51
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
Al
Cd
Cr
Cu
Fe
Ni
Zn
Pb
Hg
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
25/11/10 21/12/10 27/01/11 24/02/11 24/03/11 21/04/11
UV
UV
UV
EDP
EDP
EDP
7,90
9,10
8,44
11,91
29,61
28,44
0,016
0,056
0,027
0,025
<0,1
<0,1
0,063
0,13
<0,1
<0,1
0,15
0,13
6,92
27,68
15,39
11,88
15,42
8,74
77,36
94,31
13,88
29,45
55,26
209,77
1,75
6,87
1,42
1,21
1,53
2,95
156,71 1062,85 292,04
244,71
273,62
218,44
5,49
26,12
6,22
4,61
9,75
12,27
<0,1
0,13
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
18/05/11 16/06/11 15/07/11
EDP
EDP
EDP
11,26
25,65
49,09
0,023
<0,1
<0,1
0,073
0,11
<0,2
14,33
7,88
4,37
62,3
98,11
387,27
1,14
2,3
1,69
239,33
265,55
254,44
6,39
9,53
8,41
<0,1
<0,1
<0,1
- 277 -
02/08/11
EDP
119,2
<0,1
0,4
5,17
230,89
1,54
391,59
10,15
<0,16
08/09/11 05/10/11 20/10/11
EDP
EDP
EDP
430,48
67,62
13,17
0,11
<0,1
<0,1
0,73
0,24
<0,2
110,59
25,09
12,11
1403,93 400,43
97,49
5,86
1,59
2,54
1142,95 336,85
318,43
30,91
5,93
6,25
<0,1
<0,1
<0,1
03/11/11
EDP
18,01
<0,1
0,1
14,77
90,94
1,38
181,36
6,6
<0,1
III
III.1
EVOLUTION DE LA QUALITE DES EAUX RUISSELLEES COLLECTEES ET
DES EAUX DISTRIBUEES
Maison individuelle
Les évolutions des paramètres analysés au cours de l’année de suivi du site 1 sont présentées
de la Figure VII-14 à la Figure VII-29.
- 278 -
06/01/09
13/01/09
20/01/09
27/01/09
03/02/09
10/02/09
17/02/09
24/02/09
03/03/09
10/03/09
17/03/09
24/03/09
31/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
12/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
07/07/09
14/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
22/12/09
29/12/09
05/01/10
12/01/10
19/01/10
26/01/10
0,0
06/01/09
13/01/09
20/01/09
27/01/09
03/02/09
10/02/09
17/02/09
24/02/09
03/03/09
10/03/09
17/03/09
24/03/09
31/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
12/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
07/07/09
14/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
22/12/09
29/12/09
05/01/10
12/01/10
19/01/10
26/01/10
-1
Conductimétrie (μS.cm )
pH
12,0
- 279 -
11,0
10,0
9,0
9
8,0
7,0
6,5
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
UV allumé
Figure VII-14. Evolution du pH sur le site 1
1000,0
900,0
1000
800,0
700,0
600,0
500,0
400,0
300,0
200,0
180
100,0
0,0
UV allumé
Figure VII-15. Evolution de la conductivité sur le site 1
06/01/09
13/01/09
20/01/09
27/01/09
03/02/09
10/02/09
17/02/09
24/02/09
03/03/09
10/03/09
17/03/09
24/03/09
31/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
12/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
07/07/09
15/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
21/12/09
05/01/10
13/01/10
19/01/10
26/01/10
-1
TH (mmol.L )
1,2
12
1,0
10
0,8
8
0,6
6
0,4
4
0,2
2
0,0
0
TH (°F)
06/01/09
13/01/09
20/01/09
27/01/09
03/02/09
10/02/09
17/02/09
24/02/09
03/03/09
10/03/09
17/03/09
24/03/09
31/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
12/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
07/07/09
14/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
22/12/09
29/12/09
05/01/10
12/01/10
19/01/10
26/01/10
-1
COT (mg.L )
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
2
0,00
UV allumé
Figure VII-16. Evolution du carbone organique total sur le site 1
2,0
20
1,8
18
1,6
16
1,4
14
UV allumé
Figure VII-17. Evolution de la dureté sur le site 1
- 280 -
07/01/09
13/01/09
20/01/09
27/01/09
03/02/09
10/02/09
17/02/09
24/02/09
03/03/09
10/03/09
17/03/09
24/03/09
31/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
12/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
07/07/09
15/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
21/12/09
05/01/10
13/01/10
19/01/10
26/01/10
-1
TAC (mmol.L )
5
0,90
4,5
0,80
4
0,70
3,5
0,60
3
0,50
2,5
0,40
2
0,30
1,5
0,20
1
0,10
0,5
0,00
0
4
20
3,6
18
3,2
16
2,8
14
2,4
12
2
10
1,6
8
1,2
6
0,8
4
0,4
2
0
0
UV allumé
Figure VII-19. Evolution du titre alcalimétrique complet sur le site 1
- 281 -
TA (°F)
1,00
TAC (°F)
07/01/09
13/01/09
20/01/09
27/01/09
03/02/09
10/02/09
17/02/09
24/02/09
03/03/09
10/03/09
17/03/09
24/03/09
31/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
12/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
07/07/09
15/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
21/12/09
05/01/10
13/01/10
19/01/10
26/01/10
-1
TA (mmol.L )
UV allumé
Figure VII-18. Evolution du titre alcalimétrique sur le site 1
7,0
06/01/09
13/01/09
20/01/09
27/01/09
03/02/09
10/02/09
17/02/09
24/02/09
03/03/09
10/03/09
17/03/09
24/03/09
31/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
12/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
07/07/09
14/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
22/12/09
29/12/09
05/01/10
12/01/10
19/01/10
26/01/10
Turbidité (NTU)
06/01/09
13/01/09
20/01/09
27/01/09
03/02/09
10/02/09
17/02/09
24/02/09
03/03/09
10/03/09
17/03/09
24/03/09
31/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
12/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
07/07/09
14/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
22/12/09
29/12/09
05/01/10
12/01/10
19/01/10
26/01/10
Couleur (mgPt.L-1)
45
Figure VII-21. Evolution de la turbidité sur le site 1
- 282 -
changement de la
manchette filtrante
40
35
30
25
20
15
10
5
0
UV allumé
Figure VII-20. Evolution de la couleur sur le site 1
changement de la
manchette filtrante
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
UV allumé
06/01/09
13/01/09
20/01/09
27/01/09
03/02/09
10/02/09
17/02/09
24/02/09
03/03/09
10/03/09
17/03/09
24/03/09
31/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
12/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
07/07/09
14/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
22/12/09
29/12/09
05/01/10
12/01/10
19/01/10
26/01/10
-1
Concentration (mg.L )
0
06/01/09
13/01/09
20/01/09
27/01/09
03/02/09
10/02/09
17/02/09
24/02/09
03/03/09
10/03/09
17/03/09
24/03/09
31/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
12/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
07/07/09
14/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
22/12/09
29/12/09
05/01/10
12/01/10
19/01/10
26/01/10
Concentration (mg.L-1)
8
Anions - Eau stockée en cuve
6
SO42NO3PO43Cl-
4
2
18
16
14
UV allumé
Figure VII-22. Evolution des concentrations en anions dans les eaux stockées en cuve sur le site 1
Anions - Eau distribuée pour les usages
24
22
20
ClSO42NO3PO43-
12
10
8
6
4
2
0
UV allumé
Figure VII-23. Evolution des concentrations en anions dans les eaux distribuées pour les usages
sur le site 1
- 283 -
06/01/09
13/01/09
20/01/09
27/01/09
03/02/09
10/02/09
17/02/09
24/02/09
03/03/09
10/03/09
17/03/09
24/03/09
31/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
12/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
07/07/09
14/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
22/12/09
29/12/09
05/01/10
12/01/10
19/01/10
26/01/10
-1
0
06/01/09
13/01/09
20/01/09
27/01/09
03/02/09
10/02/09
17/02/09
24/02/09
03/03/09
10/03/09
17/03/09
24/03/09
31/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
12/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
07/07/09
14/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
22/12/09
29/12/09
05/01/10
12/01/10
19/01/10
26/01/10
-1
Concentrations (mg.L )
50
Cations - Eau stockée en cuve
45
40
Ca2+
Na+
35
K+
30
NH4+
25
Mg2+
20
15
10
5
40
35
30
UV allumé
Figure VII-24. Evolution des concentrations en cations dans les eaux stockées en cuve sur le
site 1
50
Cations - Eau distribuée pour les usages
45
Mg2+
Ca2+
Na+
K+
NH4+
25
20
15
10
5
0
UV allumé
Figure VII-25. Evolution des concentrations en cations dans les eaux distribuées sur le site 1
- 284 -
06/01/09
13/01/09
20/01/09
27/01/09
03/02/09
10/02/09
17/02/09
24/02/09
03/03/09
10/03/09
17/03/09
24/03/09
31/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
12/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
07/07/09
14/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
22/12/09
29/12/09
05/01/10
12/01/10
19/01/10
26/01/10
Micro-organismes revivifiables à 36°C (UFC/mL)
06/01/09
13/01/09
20/01/09
27/01/09
03/02/09
10/02/09
17/02/09
24/02/09
03/03/09
10/03/09
17/03/09
24/03/09
31/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
12/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
07/07/09
14/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
22/12/09
29/12/09
05/01/10
12/01/10
19/01/10
26/01/10
Eau stockée en cuve
site 1
- 285 -
Eau distribuée pour les usages
700 000
650 000
600 000
550 000
500 000
450 000
400 000
350 000
300 000
250 000
200 000
150 000
100 000
50 000
0
UV allumé
Figure VII-26. Evolution des concentrations en microorganismes revivifiables à 22°C sur le
site 1
400 000
350 000
300 000
250 000
200 000
150 000
100 000
50 000
0
UV allumé
06/01/09
13/01/09
20/01/09
27/01/09
03/02/09
10/02/09
17/02/09
24/02/09
03/03/09
10/03/09
17/03/09
24/03/09
31/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
12/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
07/07/09
14/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
22/12/09
29/12/09
05/01/10
12/01/10
19/01/10
26/01/10
E. Coli (UFC/100mL)
06/01/09
13/01/09
20/01/09
27/01/09
03/02/09
10/02/09
17/02/09
24/02/09
03/03/09
10/03/09
17/03/09
24/03/09
31/03/09
07/04/09
14/04/09
21/04/09
28/04/09
05/05/09
12/05/09
19/05/09
26/05/09
02/06/09
09/06/09
16/06/09
23/06/09
30/06/09
07/07/09
14/07/09
21/07/09
28/07/09
04/08/09
11/08/09
18/08/09
25/08/09
01/09/09
08/09/09
15/09/09
22/09/09
29/09/09
06/10/09
13/10/09
20/10/09
27/10/09
03/11/09
10/11/09
17/11/09
24/11/09
01/12/09
08/12/09
15/12/09
22/12/09
29/12/09
05/01/10
12/01/10
19/01/10
26/01/10
900
- 286 -
1 000
900
>10 000 et >10 000
800
700
600
500
400
300
200
LOQ<10
100
0
UV allumé
Figure VII-28. Evolution des concentrations en entérocoques sur le site 1
1 000
> 5 500 et 2 800
800
700
600
500
400
300
200
LOQ<10
100
0
UV allumé
Figure VII-29. Evolution des concentrations en Escherichia coli sur le site 1
III.2
Bâtiment collectif
Les évolutions des paramètres analysés au cours de l’année de suivi du site 1 sont présentées
de la Figure VII-30 à la Figure VII-45.
- 287 -
04/11/09
11/11/09
18/11/09
25/11/09
02/12/09
09/12/09
16/12/09
23/12/09
30/12/09
06/01/10
13/01/10
20/01/10
27/01/10
03/02/10
10/02/10
17/02/10
24/02/10
03/03/10
10/03/10
17/03/10
24/03/10
31/03/10
07/04/10
14/04/10
21/04/10
28/04/10
05/05/10
12/05/10
19/05/10
26/05/10
02/06/10
09/06/10
16/06/10
23/06/10
30/06/10
07/07/10
14/07/10
21/07/10
28/07/10
04/08/10
11/08/10
18/08/10
25/08/10
01/09/10
08/09/10
15/09/10
22/09/10
29/09/10
06/10/10
13/10/10
20/10/10
27/10/10
03/11/10
-1
Conductimétrie (μS.cm )
04/11/09
11/11/09
18/11/09
25/11/09
02/12/09
09/12/09
16/12/09
23/12/09
30/12/09
06/01/10
13/01/10
20/01/10
27/01/10
03/02/10
10/02/10
17/02/10
24/02/10
03/03/10
10/03/10
17/03/10
24/03/10
31/03/10
07/04/10
14/04/10
21/04/10
28/04/10
05/05/10
12/05/10
19/05/10
26/05/10
02/06/10
09/06/10
16/06/10
23/06/10
30/06/10
07/07/10
14/07/10
21/07/10
28/07/10
04/08/10
11/08/10
18/08/10
25/08/10
01/09/10
08/09/10
15/09/10
22/09/10
29/09/10
06/10/10
13/10/10
20/10/10
27/10/10
03/11/10
pH
Avec UV
Avec UV
- 288 -
eau distribuée pour les uasges
12,0
11,0
10,0
9,0
9
8,0
7,0
6,0
6,5
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
Sans UV
Figure VII-30. Evolution du pH sur le site 2
1000,0
900,0
1000
800,0
700,0
600,0
500,0
400,0
300,0
200,0
180
100,0
0,0
Sans UV
Figure VII-31. Evolution de la conductivité sur le site 2
04/11/09
12/11/09
18/11/09
25/11/09
02/12/09
09/12/09
16/12/09
21/12/09
06/01/10
13/01/10
20/01/10
27/01/10
03/02/10
10/02/10
17/02/10
24/02/10
03/03/10
10/03/10
17/03/10
24/03/10
31/03/10
07/04/10
14/04/10
21/04/10
27/04/10
04/05/10
11/05/10
18/05/10
26/05/10
02/06/10
09/06/10
16/06/10
23/06/10
30/06/10
07/07/10
15/07/10
21/07/10
28/07/10
02/08/10
12/08/10
18/08/10
25/08/10
01/09/10
08/09/10
14/09/10
22/09/10
29/09/10
05/10/10
13/10/10
20/10/10
27/10/10
03/11/10
-1
TH (mmol.L )
Avec UV
2,00
20,0
1,80
18,0
1,60
16,0
1,40
14,0
1,20
12,0
1,00
10,0
0,80
8,0
0,60
6,0
0,40
4,0
0,20
2,0
0,00
0,0
Avec UV
Sans UV
Figure VII-33. Evolution de la dureté sur le site 2
- 289 TH (°F)
04/11/09
11/11/09
18/11/09
25/11/09
02/12/09
09/12/09
16/12/09
23/12/09
30/12/09
06/01/10
13/01/10
20/01/10
27/01/10
03/02/10
10/02/10
17/02/10
24/02/10
03/03/10
10/03/10
17/03/10
24/03/10
31/03/10
07/04/10
14/04/10
21/04/10
28/04/10
05/05/10
12/05/10
19/05/10
26/05/10
02/06/10
09/06/10
16/06/10
23/06/10
30/06/10
07/07/10
14/07/10
21/07/10
28/07/10
04/08/10
11/08/10
18/08/10
25/08/10
01/09/10
08/09/10
15/09/10
22/09/10
29/09/10
06/10/10
13/10/10
20/10/10
27/10/10
03/11/10
COT (mg.L-1)
200,00
175,00
150,00
125,00
100,00
75,00
50,00
25,00
2
0,00
Sans UV
Figure VII-32. Evolution du carbone organique total sur le site 2
04/11/09
12/11/09
18/11/09
25/11/09
02/12/09
09/12/09
16/12/09
21/12/09
06/01/10
13/01/10
20/01/10
27/01/10
03/02/10
10/02/10
17/02/10
24/02/10
03/03/10
10/03/10
17/03/10
24/03/10
31/03/10
07/04/10
14/04/10
21/04/10
27/04/10
04/05/10
11/05/10
18/05/10
26/05/10
02/06/10
09/06/10
16/06/10
23/06/10
30/06/10
07/07/10
15/07/10
21/07/10
28/07/10
02/08/10
12/08/10
18/08/10
25/08/10
01/09/10
08/09/10
14/09/10
22/09/10
29/09/10
05/10/10
13/10/10
20/10/10
27/10/10
03/11/10
-1
TAC (mmol.L )
04/11/09
12/11/09
18/11/09
25/11/09
02/12/09
09/12/09
16/12/09
21/12/09
06/01/10
13/01/10
20/01/10
27/01/10
03/02/10
10/02/10
17/02/10
24/02/10
03/03/10
10/03/10
17/03/10
24/03/10
31/03/10
07/04/10
14/04/10
21/04/10
27/04/10
04/05/10
11/05/10
18/05/10
26/05/10
02/06/10
09/06/10
16/06/10
23/06/10
30/06/10
07/07/10
15/07/10
21/07/10
28/07/10
02/08/10
12/08/10
18/08/10
25/08/10
01/09/10
08/09/10
14/09/10
22/09/10
29/09/10
05/10/10
13/10/10
20/10/10
27/10/10
03/11/10
4
3,5
2,5
2
10
1,5
8
1
6
4
0,5
2
0
0
Appoint en eau potable Avec UV
Appoint en eau
Avec UV
Sans UV
Figure VII-34. Evolution du titre alcalimétrique sur le site 2
Eau stockée dans la cuve
- 290 Eau distribuée pour les usages
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
Sans UV
Figure VII-35. Evolution du titre alcalimétrique complet sur le site 2
TA (°F)
-1
TA (mmol.L )
20
18
3
16
14
12
04/11/09
11/11/09
18/11/09
25/11/09
02/12/09
09/12/09
16/12/09
23/12/09
30/12/09
06/01/10
13/01/10
20/01/10
27/01/10
03/02/10
10/02/10
17/02/10
24/02/10
03/03/10
10/03/10
17/03/10
24/03/10
31/03/10
07/04/10
14/04/10
21/04/10
28/04/10
05/05/10
12/05/10
19/05/10
26/05/10
02/06/10
09/06/10
16/06/10
23/06/10
30/06/10
07/07/10
14/07/10
21/07/10
28/07/10
04/08/10
11/08/10
18/08/10
25/08/10
01/09/10
08/09/10
15/09/10
22/09/10
29/09/10
06/10/10
13/10/10
20/10/10
27/10/10
03/11/10
Turbidité (NTU)
04/11/09
11/11/09
18/11/09
25/11/09
02/12/09
09/12/09
16/12/09
23/12/09
30/12/09
06/01/10
13/01/10
20/01/10
27/01/10
03/02/10
10/02/10
17/02/10
24/02/10
03/03/10
10/03/10
17/03/10
24/03/10
31/03/10
07/04/10
14/04/10
21/04/10
28/04/10
05/05/10
12/05/10
19/05/10
26/05/10
02/06/10
09/06/10
16/06/10
23/06/10
30/06/10
07/07/10
14/07/10
21/07/10
28/07/10
04/08/10
11/08/10
18/08/10
25/08/10
01/09/10
08/09/10
15/09/10
22/09/10
29/09/10
06/10/10
13/10/10
20/10/10
27/10/10
03/11/10
-1
Couleur (mgPt.L )
250
Avec UV
Avec UV
changement manchette
filtrante et charbon actif
- 291 -
200
150
100
50
0
Sans UV
Figure VII-36. Evolution de la couleur sur le site 2
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
Sans UV
Figure VII-37. Evolution de la turbidité sur le site 2
0
04/11/09
11/11/09
18/11/09
25/11/09
02/12/09
09/12/09
16/12/09
23/12/09
30/12/09
06/01/10
13/01/10
20/01/10
27/01/10
03/02/10
10/02/10
17/02/10
24/02/10
03/03/10
10/03/10
17/03/10
24/03/10
31/03/10
07/04/10
14/04/10
21/04/10
28/04/10
05/05/10
12/05/10
19/05/10
26/05/10
02/06/10
09/06/10
16/06/10
23/06/10
30/06/10
07/07/10
14/07/10
21/07/10
28/07/10
04/08/10
11/08/10
18/08/10
25/08/10
01/09/10
08/09/10
15/09/10
22/09/10
29/09/10
06/10/10
13/10/10
20/10/10
27/10/10
03/11/10
0,0
04/11/09
11/11/09
18/11/09
25/11/09
02/12/09
09/12/09
16/12/09
23/12/09
30/12/09
06/01/10
13/01/10
20/01/10
27/01/10
03/02/10
10/02/10
17/02/10
24/02/10
03/03/10
10/03/10
17/03/10
24/03/10
31/03/10
07/04/10
14/04/10
21/04/10
28/04/10
05/05/10
12/05/10
19/05/10
26/05/10
02/06/10
09/06/10
16/06/10
23/06/10
30/06/10
07/07/10
14/07/10
21/07/10
28/07/10
04/08/10
11/08/10
18/08/10
25/08/10
01/09/10
08/09/10
15/09/10
22/09/10
29/09/10
06/10/10
13/10/10
20/10/10
27/10/10
03/11/10
-1
-1
8,0
Anions - Eau stockée dans la cuve
7,0
6,0
SO42NO3PO43Cl-
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
Avec UV
Avec UV
Sans UV
Figure VII-38. Evolution des concentrations en anions dans les eaux stockées en cuve sur le site 2
18
Anions - Eau distribuée pour les usages
16
14
12
ClSO42NO3PO43-
10
8
6
4
2
Sans UV
Figure VII-39. Evolution des concentrations en anions dans les eaux distribuées pour les usages
sur le site 2
- 292 -
0
04/11/09
11/11/09
18/11/09
25/11/09
02/12/09
09/12/09
16/12/09
23/12/09
30/12/09
06/01/10
13/01/10
20/01/10
27/01/10
03/02/10
10/02/10
17/02/10
24/02/10
03/03/10
10/03/10
17/03/10
24/03/10
31/03/10
07/04/10
14/04/10
21/04/10
28/04/10
05/05/10
12/05/10
19/05/10
26/05/10
02/06/10
09/06/10
16/06/10
23/06/10
30/06/10
07/07/10
14/07/10
21/07/10
28/07/10
04/08/10
11/08/10
18/08/10
25/08/10
01/09/10
08/09/10
15/09/10
22/09/10
29/09/10
06/10/10
13/10/10
20/10/10
27/10/10
03/11/10
0
04/11/09
11/11/09
18/11/09
25/11/09
02/12/09
09/12/09
16/12/09
23/12/09
30/12/09
06/01/10
13/01/10
20/01/10
27/01/10
03/02/10
10/02/10
17/02/10
24/02/10
03/03/10
10/03/10
17/03/10
24/03/10
31/03/10
07/04/10
14/04/10
21/04/10
28/04/10
05/05/10
12/05/10
19/05/10
26/05/10
02/06/10
09/06/10
16/06/10
23/06/10
30/06/10
07/07/10
14/07/10
21/07/10
28/07/10
04/08/10
11/08/10
18/08/10
25/08/10
01/09/10
08/09/10
15/09/10
22/09/10
29/09/10
06/10/10
13/10/10
20/10/10
27/10/10
03/11/10
-1
-1
Concentrations (mg.L )
16
Cations - Eau stockée dans la cuve
14
Ca2+
12
Na+
K+
10
NH4+
Mg2+
8
6
4
2
Avec UV
Avec UV
Sans UV
Figure VII-40. Evolution des concentrations en cations dans les eaux stockées en cuve sur le
site 2
25
Cations - Eau distribuée pour les usages
20
Mg2+
Ca2+
Na+
K+
NH4+
15
10
5
Sans UV
Figure VII-41. Evolution des concentrations en cations dans les eaux distribuées sur le site 2
- 293 -
04/11/09
11/11/09
18/11/09
25/11/09
02/12/09
09/12/09
16/12/09
23/12/09
30/12/09
06/01/10
13/01/10
20/01/10
27/01/10
03/02/10
10/02/10
17/02/10
24/02/10
03/03/10
10/03/10
17/03/10
24/03/10
31/03/10
07/04/10
14/04/10
21/04/10
28/04/10
05/05/10
12/05/10
19/05/10
26/05/10
02/06/10
09/06/10
16/06/10
23/06/10
30/06/10
07/07/10
14/07/10
21/07/10
28/07/10
04/08/10
11/08/10
18/08/10
25/08/10
01/09/10
08/09/10
15/09/10
22/09/10
29/09/10
06/10/10
13/10/10
20/10/10
27/10/10
03/11/10
04/11/09
11/11/09
18/11/09
25/11/09
02/12/09
09/12/09
16/12/09
23/12/09
30/12/09
06/01/10
13/01/10
20/01/10
27/01/10
03/02/10
10/02/10
17/02/10
24/02/10
03/03/10
10/03/10
17/03/10
24/03/10
31/03/10
07/04/10
14/04/10
21/04/10
28/04/10
05/05/10
12/05/10
19/05/10
26/05/10
02/06/10
09/06/10
16/06/10
23/06/10
30/06/10
07/07/10
14/07/10
21/07/10
28/07/10
04/08/10
11/08/10
18/08/10
25/08/10
01/09/10
08/09/10
15/09/10
22/09/10
29/09/10
06/10/10
13/10/10
20/10/10
27/10/10
03/11/10
Avec UV
Avec UV
site 2
- 294 -
350 000
300 000
250 000
200 000
150 000
100 000
50 000
0
Sans UV
site 2
400 000
350 000
300 000
250 000
200 000
150 000
100 000
50 000
0
Sans UV
04/11/09
11/11/09
18/11/09
25/11/09
02/12/09
09/12/09
16/12/09
23/12/09
30/12/09
06/01/10
13/01/10
20/01/10
27/01/10
03/02/10
10/02/10
17/02/10
24/02/10
03/03/10
10/03/10
17/03/10
24/03/10
31/03/10
07/04/10
14/04/10
21/04/10
28/04/10
05/05/10
12/05/10
19/05/10
26/05/10
02/06/10
09/06/10
16/06/10
23/06/10
30/06/10
07/07/10
14/07/10
21/07/10
28/07/10
04/08/10
11/08/10
18/08/10
25/08/10
01/09/10
08/09/10
15/09/10
22/09/10
29/09/10
06/10/10
13/10/10
20/10/10
27/10/10
03/11/10
E. Coli (UFC/100mL)
04/11/09
11/11/09
18/11/09
25/11/09
02/12/09
09/12/09
16/12/09
23/12/09
30/12/09
06/01/10
13/01/10
20/01/10
27/01/10
03/02/10
10/02/10
17/02/10
24/02/10
03/03/10
10/03/10
17/03/10
24/03/10
31/03/10
07/04/10
14/04/10
21/04/10
28/04/10
05/05/10
12/05/10
19/05/10
26/05/10
02/06/10
09/06/10
16/06/10
23/06/10
30/06/10
07/07/10
14/07/10
21/07/10
28/07/10
04/08/10
11/08/10
18/08/10
25/08/10
01/09/10
08/09/10
15/09/10
22/09/10
29/09/10
06/10/10
13/10/10
20/10/10
27/10/10
03/11/10
Avec UV
- 295 -
10 000
9 000
8 000
7 000
6 000
5 000
4 000
3 000
2 000
1 000
0
Avec UV Sans UV
Figure VII-44. Evolution des concentrations en entérocoques sur le site 2
5 000
4 500
4 000
3 500
3 000
2 500
2 000
1 500
1 000
500
0
Sans UV
Figure VII-45. Evolution des concentrations en Escherichia coli sur le site 2
IV
QUALITE DES EAUX METEORIQUES ET DE RUISSELLEMENT
Le Tableau VII-15 et Tableau VII-16 présentent les résultats des analyses physico-chimiques
et microbiologiques réalisées sur les eaux météorites et de ruissellement respectivement
prélevées sur la maison individuelle et le bâtiment collectif. Les concentrations en éléments
traces métalliques sont également fournies.
Tableau VII-15. Qualité des eaux météorites (EM) et de ruissellement de toitures (ER) du site 1
pH
Conductivité
Couleur
Turbidité
DBO5
DCO
Nt
Pt
COT
Dureté
TA
TAC
Escherichia Coli
Entérocoques
Micro-org. reviv. à 22°C
Aeromonas
Legionella pneumo
Legionella pneumo
Pseudomonas aerugi.
Al
Cd
Cr
Cu
Fe
Ni
Zn
Pb
Hg
μS.cm-1
mg Pt.L-1
NTU
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
°F
°F
°F
ufc/100mL
ufc/100mL
ufc/100mL
ufc/mL
ufc/mL
ufc/100mL
ufc/L
ufc/L
ug/L
ug/L
n/100mL
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
07/04/09
EM
6,6
9,5
24
3,9
<3
07/04/09
ER
6,5
10,1
13
1,7
5
2,05
0,4
<1
<2
<100
<10
0
490
117
<10
<500
<500
2,94
0,3
<1
<2
<100
<10
3
1 200
191
10
<25 000
<25 000
49 000
<1 700
0
22,38
0,028
0,12
1,09
20,67
0,08
395,17
0,67
<0,1
0
67,47
0,012
0,19
0,79
49,55
0,21
12,7
0,6
<0,1
- 296 -
25/08/09
EM
6,6
42,3
15
12,4
<30
4,6
<0,1
8,30
1,3
<1
1,3
10
10
<10
25 800
71 000
<25 000
<25 000
37,55
0,036
0,3
3,39
58,63
1,03
16,15
1,17
<0,1
25/08/09
ER
6,6
56,7
60
16,8
8
37
5,5
<0,1
12,00
1,2
<1
<2
3 500
700
1 400
>300 000
116 000
160
<25 000
<25 000
49 000
<680
0
231,66
0,052
0,54
8,92
171,13
0,58
1 472,97
1,16
<0,1
05/11/09
EM
6,5
10,0
<5
2,7
4
<30
<1
<0,1
2,10
0,5
<1
<2
<100
<10
0
227
182
3 275
<250
<250
<8 300
<1 700
0
8,62
<0,001
0,038
1,63
11,87
<0,5
<6
0,13
<0,1
05/11/09
ER
6,4
43,9
6
3,5
4
<30
<1
<0,1
5,20
1,0
<1
<2
ILLISIB
4 100
96 000
49 000
41 000
INCOMPT
<500
<500
180 000
<680
0
21,59
0,042
0,1
2,28
21,75
<0,5
1 006,25
0,47
<0,1
Tableau VII-16. Qualité des eaux météorites (EM) et de ruissellement de toitures (ER) du site 2
pH
Conductivité
Couleur
Turbidité
DBO5
DCO
Nt
Pt
COT
Dureté
TA
TAC
Escherichia Coli
Entérocoques
Micro-org. revivifiables à 36°C
Aeromonas
Legionella pneumo
Legionella pneumo
Pseudomonas aerugi.
Al
Cd
Cr
Cu
Fe
Ni
Zn
Pb
Hg
μS.cm-1
mg Pt.L-1
NTU
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
mg.L-1
°F
°F
°F
ufc/100mL
ufc/100mL
ufc/100mL
ufc/mL
ufc/mL
ufc/100mL
ufc/L
ufc/L
ug/L
ug/L
n/100mL
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
μg.L-1
30/03/10
EM
6,0
28,7
26
1,7
7
38,0
1,3
<0,1
8,20
<0,1
<1
2,5
>10 000
0
0
>3 000
>3 000
INCOMPT
<680
<680
x
x
INCOMPT
14,30
<0,1
0,14
1,35
15,11
0,29
21,88
0,75
<0,1
30/03/10
ER
6,3
20,2
79
2,0
<3
<30
0,02
<0,1
7,40
0,8
<1
2,7
<100
40
1 700
84 000
27 000
INCOMPT
<500
<500
170 000
<3 300
0
39,57
<0,1
0,28
5,31
43,93
0,85
203,86
13,49
<0,1
04/05/10
EM
5,7
9,2
x
1,9
5
<30
1,6
<0,1
1,10
<0,1
<1
<2
<100
570
10 000
04/05/10
ER
6,2
10,4
x
2,8
<3
<30
0,01
<0,1
1,40
0,4
<1
<2
50
6
9
20
<250
<250
28 000
<8300
4
15,47
0,011
<0,2
0,657
17,44
0,46
16,55
0,55
<0,1
10
<250
<250
3 000
<170
0
67,06
0,024
<0,2
1,70
86,21
0,32
105,7
3,92
<0,1
- 297 -
11/01/11
EM
5,7
3,9
6,2
1,6
14
35,0
<1
<0,1
1,20
<1
<1
<2
0
0
0
182
40
0
<250
<250
50 000
<680
65
18,77
<0,02
<0,2
0,55
16,47
0,15
29,93
0,42
<0,05
11/01/11
ER
6,0
12,2
22
1,6
<3
<30
<1
<0,1
3,10
<1
<1
<2
ILLISIB
100
>1000
8 500
1 760
0
2 700
2 700
1 300 000
9 000
100
10,08
<0,02
<0,2
1,66
7,8
0,25
123,87
4,95
<0,05
14/02/11
EM
6,6
15,9
<5
1,8
<3
<30
1,5
<0,1
2,00
<1
<1
2
<100
0
1
1 100
1 000
0
x
x
34 000
<680
0
24,87
<0,02
0,094
0,87
26,56
0,17
16,64
0,48
<0,05
14/02/11
ER
6,6
41,5
120
2,7
4
59,0
2,44
0,1
16,00
1,7
<1
2,5
<100
0
670
13 500
2 010
0
<500
<500
34 000
4 800
0
56,24
0,053
0,34
9,01
78,08
1,4
491,82
23,04
<0,05
03/05/11
EM
5,7
24,6
8,5
3,8
7
<30
2,4
<0,10
2,90
<1
<1
<2
<10
<10
0
370
180
0
1 800
03/05/11
ER
6,0
39,1
150
3,6
4
<30
4,34
<0,10
19,00
0
200
1 000
52 000
27 000
0
<500
<500
65 000
<680
5 900
V
QUALITE DES SEDIMENTS
Les résultats des analyses réalisées sur les sédiments sont présentés dans le Tableau IV-17, le
Tableau VII-18, le Tableau VII-19 et le Tableau VII-20.
Al
Cd
Cr
Cu
Fe
Ni
Zn
Pb
Hg
Bâtiment collectif
Maison individuelle
3
Cuve de 30 m3
Cuve de 5 m
58 106,96 ± 3 560,60
34 980,45 ± 2 295,23
2,66 ± 0,23
0,88 ± 0,50
63,28 ± 5,67
68,48 ± 3,73
145,40 ± 23,84
94,84 ± 5,14
21 696,31 ± 3 451,07
21 888,13 ± 4 077,55
29,16 ± 2,65
39,00 ± 3,67
3 825,70 ± 340,37
3 044,12 ± 152,76
105,88 ± 8,91
308,02 ± 51,93
0,27 ± 0,08
0,65 ± 0,43
Tableau VII-18. Concentrations en hydrocarbures lourds et légers dans les sédiments des cuves
des deux sites
Equivalent huiles minérales
Equivalent hydrocarbures
totaux
Indice hydrocarbure
Indice C5 à C11
Toluène
Maison individuelle Bâtiment collectif
490
1 536
754
2 199
753
1,397
2,038
2 194
4,983
4,983
Tableau VII-19.Concentrations en hydrocarbures légers et BTEX dans les sédiments de fond de
cuve des deux sites
Benzène
Cyclohexane
Ethylbenzène
Ethyltoluènes
Isopropyltoluène (cumène)
Isopropyltoluène p ( p cymène)
Naphtalène
Styrène
Trimethylbenzène 1,2,3
Xylènes (ortho, méta, para)
Maison individuelle Bâtiment collectif
Cuve de 5 m3
Cuve de 30 m3
Concentrations (μg.kg-1 MS)
43
48
22
16
20
34
16
22
10
15
16
40
40
117
14
20
36
5
64
125
- 298 -
Tableau VII-20. Concentrations en hydrocarbures polycyliques aromatiques dans les sédiments
de fond de cuve des deux sites
Acénaphtène
Anthracène
Benzo(a)anthracène
Benzo(a)pyrène
Benzo(b)fluoranthène
Benzo(ghi)perylène
Benzo(k)fluoranthène
Chrysène
Dibenzo(a,h)anthracène
Fluoranthène
Indéno(1,2,3-cd)pyrène
Méthyl 2 naphtalène
Phénanthrène
Pyrène
Maison individuelle
Bâtiment collectif
Cuve de 5 m3
Cuve de 30 m3
Concentrations (μg.kg-1 MS)
<
35
852
<
240
142
306
167
410
209
222
<
185
83
562
442
93
<
1 350
100
231
<
<
185
579
155
1 046
89
- 299 -
ANNEXE 3. BILAN ECONOMIQUE
Il convient de rappeler en préambule que les coûts présentés dans cette partie concernent des
installations de récupération des eaux de pluie en aval des toitures destinées à des usages dans
l’habitat. Ces installations ont été mise en place à postériori sur des bâtiments déjà existants.
Les dépenses liées à ces systèmes comprennent l’investissement de départ pour leur mise en
place puis les coûts liés à leur fonctionnement et à leur entretien. Les deux sites étudiés
permettent de réaliser un bilan financier à deux échelles différentes : celle de la maison
individuelle et celle du bâtiment collectif.
I
PRESENTATION DES RESULTATS
I.1
Maison individuelle
Les coûts d’investissement et de fonctionnement liés à l’installation de récupération des eaux
de pluie sur la maison individuelle sont présentés dans le Tableau VII-21.
Tableau VII-21. Coûts liés à l’installation de récupération des eaux de pluie sur le site 1
Cuve
Système de pompage
Désinfection
Terrassement
Plomberie - Electricité
Charbon actif
Tamis filtrant
Désinfection UV
Vidange
Pompe
Désinfection UV
I.1.1
Prix (€TTC)
Matériel
1 794
2 153
419
598
Main d’œuvre
2 990
1 435
Maintenance
17
5
117
144
3
38
TOTAL
4 964
4 425
282
41
Coûts d’investissement
La première installation est un système de récupération des eaux de pluie avec réutilisation
dans l’habitat à l’échelle d’une maison individuelle. La mise en place d’une désinfection n’est
exigée par la réglementation qu’en cas d’usage des eaux de pluie pour l’alimentation des lavelinge (Arrêté du 21 août 2008). Néanmoins, sa mise en place permet de garantir une qualité
d’eau distribuée (voir partie 3 de ce manuscrit). Les coûts d’investissement se répartissent en
coûts de matériel et coûts de main-d’œuvre.
I.1.2
Coûts de fonctionnement
Les coûts de fonctionnement comprennent la consommation électrique et la maintenance de
l’installation. Il est recommandé de changer le tamis filtrant et le charbon actif deux fois par
an. L’efficacité de la lampe UV est garantie pour 8 000 h de fonctionnement. Il convient donc
- 301 -
de la remplacer tous les ans. La législation impose également une vidange et une désinfection
annuelle de la cuve (Arrêté du 21 août 2008). Les dépenses présentées correspondent à la
réalisation de la vidange par un organisme extérieur, telle que décrite dans la partie II de ce
manuscrit.
Les éléments consommant de l’électricité sont le système de pompage et la désinfection UV.
La pompe a une puissance de 800 W. La consommation journalière pour l’alimentation des
chasses d’eau de 120 L correspond à environ 12 chasses d’eau. La durée moyenne de
fonctionnement de la pompe est alors de 30 s, ce qui correspond à un fonctionnement annuel
de 37 h. Le point de fonctionnement de la pompe pour chaque déclenchement est inconnu. Il
est donc considéré pour les calculs que la pompe fonctionne à pleine puissance à chaque
sollicitation. La puissance de la lampe UV est 40 W. Elle fonctionne 24h/24h, soit une durée
de fonctionnement annuelle de 8 766 h. Le prix du KWh utilisé pour les calculs est de 0,1081
€ TTC. Il correspond à l’option de base d’EDF pour un abonnement de 6 KWh pour un
disjonteur de 30 A.
I.1.3
Economies en eau potable
D’après l’étude des volumes consommés par l’installation, les volumes annuels d’eau potable
du réseau public substitué par de l’eau de pluie sont connus. Seuls le prix de l’eau
correspondant à la part eau potable a été considéré comme économisé. En effet, le premier site
est équipé d’un assainissement non collectif.
Tableau VII-22. Economies d’eau potable réalisables pour le site 1
Economies
substituée (m3)
Prix de l’eau potable
(€/m3)
Economie réalisée
(€TTC)
Maison
individuelle
42
1,45
61,5
- 302 -
I.2
Bâtiment collectif
Les coûts d’investissement et de fonctionnement liés à l’installation de récupération des eaux
de pluie sur le bâtiment collectif sont présentés dans le Tableau VII-23.
Tableau VII-23. Coûts liés à l’installation de récupération des eaux de pluie sur le site 2
Prix (€TTC)
Cuve
Filtration primaire
Système de pompage
Désinfection
Terrassement
Plomberie - Electricité
Charbon actif
Tamis filtrant
Désinfection UV
Vidange
Pompe
Désinfection UV
I.2.1
Matériel
17 691
9 994
6 040
2 684
1 672
Main d’œuvre
33 471
8 989
Maintenance
67
17
145
2 000
98
104
TOTAL
38 081
42 460
2 229
202
Coûts d’investissement
La deuxième installation est un système de récupération des eaux de pluie avec réutilisation
dans l’habitat à l’échelle d’un bâtiment collectif. La mise en place d’une désinfection n’est
pas exigée par la réglementation dans le cas où les seuls usages sont l’alimentation des
chasses d’eau (Arrêté du 21 août 2008). Néanmoins, cette désinfection permet de garantir une
qualité d’eau distribuée. Les coûts d’investissement se répartissent en coûts de matériel et
coûts de main-d’œuvre.
I.2.2
Coûts de fonctionnement
Les coûts de fonctionnement comprennent la consommation électrique et la maintenance de
l’installation. Il est recommandé de changer le tamis filtrant et le charbon actif tous les trois
mois. L’efficacité de la lampe UV est garantie pour 8 000 h de fonctionnement. Il convient
donc de la remplacer tous les ans. La législation impose également une vidange et une
désinfection annuelle de la cuve (Arrêté du 21 août 2008). Les dépenses présentées
correspondent à la réalisation de la vidange et de la désinfection par un organisme extérieur,
telle que décrite dans la partie 2 de ce manuscrit.
Les éléments consommant de l’électricité sont le système de pompage et la désinfection UV.
Les pompes ont une puissance de 1 100 W. La consommation journalière pour l’alimentation
des chasses d’eau de 846 L correspond à environ 71 chasses d’eau. La durée moyenne de
fonctionnement de la pompe est alors de 1 min 55 s ce qui correspond à un fonctionnement
- 303 -
annuel de 823 h. Le point de fonctionnement de la pompe pour chaque déclenchement est
inconnu. Il est donc considéré pour les calculs que les deux pompes fonctionnent à pleine
puissance à chaque sollicitation et que le fonctionnement simultané des deux pompes est
équivalent à deux déclenchements successifs d’une seule pompe.
L’installation étant équipée d’un compteur électrique, cette hypothèse a été vérifiée. Les
calculs réalisés selon les hypothèses énoncées ci-dessus ont donc été comparés aux
consommations électriques réelles relevées pour la période du 10/02/10 au 08/09/10. Les
résultats sont présentés dans le Tableau VII-24. Un écart de l’ordre de 13 % a été constaté
pour cette période de 7 mois.
Tableau VII-24. Comparaison des consommations électriques réelles et estimées pour le site 2
Consommation
électrique réelle
(KWh)
394
Volume consommée
pour l’alimentation
des chasses d’eau (L)
Nombre de
chasses d’eau
Consommation
électrique calculée
(KWh)
152 301
12 692
446
La puissance de la lampe UV est 110 W. Elle fonctionne 24h/24h soit une durée de
fonctionnement annuelle de 8 766 h. Le prix du KWh utilisé pour les calculs est de 0,1081 €
TTC. Il correspond à l’option de base d’EDF pour un abonnement de 6 KWh pour un
disjoncteur de 30 A.
I.2.3
Economies en eau potable
D’après l’étude des volumes consommés par l’installation, les volumes annuels d’eau potable
du réseau public substitué par de l’eau de pluie sont connus. Seuls le prix de l’eau
correspondant à la part eau potable a été considéré comme économisé. En effet, le deuxième
site est situé en zone desservie par un assainissement collectif. Le prix de l’eau comprend
donc également une part correspondante au financement de l’assainissement. Seulement seule
la part eau potable est réellement économisée, car les volumes utilisés pour l’alimentation des
chasses d’eau sont rejetés au réseau d’eaux usées et donc soumis à facturation.
Tableau VII-25. Economies d’eau potable réalisables pour les deux sites
Economies
substituée (m3)
Prix de l’eau potable
(€/m3)
Economie réalisée
(€TTC)
Bâtiment
collectif
296
1,37
404,8
- 304 -
II
II.1
DISCUSSION SUR L’EFFET D’ECHELLE
Comparaison des investissements
L’investissement total nécessaire à la mise en place des systèmes de récupération–réutilisation
des eaux de pluie a été rapporté au volume de la cuve installée. Les résultats sont présentés
dans le Tableau VII-26. Le coût d’investissement rapporté au m3 est 1,5 fois plus élevé pour
le bâtiment collectif que pour la maison individuelle. Seulement, il convient de distinguer le
volume commercial de la cuve et celui réellement disponible pour le stockage des eaux usées.
Du fait de la présence d’un volume mort non négligeable, le volume de stockage sur le
premier site n’est en fait que de 3,8 m3. Les coûts d’investissement sont alors comparables
pour les deux échelles étudiées.
Tableau VII-26. Comparaison de l’investissement pour les deux sites
Investissement
(€TTC)
Volume de la
cuve (m3)
5
(3,8)
Investissement ramené à la taille
de stockage (€TTC /m3)
1 878
(2 471)
Maison
9 389
individuelle
Bâtiment
80 541
30
2 685
collectif
Les valeurs entre parenthèses correspondent au volume de stockage réellement disponible
dans la cuve, lequel est différent du volume commercial du fait de la présence d’un volume
mort.
II.2
Comparaison du prix de revient de la désinfection
La mise en place d’une désinfection UV est coûteuse car consommatrice d’électricité. De plus,
la lampe doit être remplacée tous les ans. Or elle n’est pas exigée par la réglementation dans
le cas d’un usage des eaux de pluie pour l’alimentation des chasses d’eau. Néanmoins, l’étude
de la qualité de l’eau dans le système de récupération, qui a fait l’objet de la partie 3 de ce
manuscrit, a mis en évidence la présence ponctuelle de pathogènes dans les eaux stockées
dans la cuve et dans les eaux distribuées. Une désinfection UV est donc préconisée pour
s’assurer de l’absence de risques sanitaires. La désinfection UV fonctionne en continu quel
que soit la taille du site. La lampe UV sur le bâtiment collectif est plus puissante que celle
installée sur la maison individuelle, mais la consommation journalière étant très différente
pour les deux échelles étudiées (Tableau VII-27), le prix de revient de la désinfection UV
ramené à la consommation d’eau est moins élevé sur le bâtiment collectif que sur la maison
individuelle (Tableau VII-28).
Tableau VII-27. Caractéristiques de la désinfection sur les deux sites
Puissance
lampe UV
(W)
Maison
individuelle
Bâtiment
collectif
Temps de
fonctionnement
(h)
45
Consommation moyenne journalière
pour l’alimentation des chasses d’eau
(L)
120
8 766
110
846
- 305 -
Tableau VII-28. Comparaison du prix de revient de la désinfection sur les deux sites
Prix pour le Consommation
remplacement
électrique
Maison
individuelle
Bâtiment
collectif
II.3
Prix de revient
(€TTC/L)
(€TTC/an)
(€TTC/an)
117
38
1,3
145
104
0,3
Comparaison de la rentabilité
Pour les deux installations de récupération-réutilisation des eaux de pluie étudiées, le Tableau
VII-29 récapitule les coûts de fonctionnement avec ou sans désinfection et les économies
réalisables.
Pour les deux systèmes de récupération des eaux de pluie étudiés, les usages sont limités à
l’alimentation des chasses d’eau. Lorsqu’une désinfection UV est mise en place, les coûts de
fonctionnement sont plus élevés que les économies d’eau réalisables pour la maison
individuelle. Dans le cas du bâtiment collectif, les économies réalisables couvrent les coûts de
fonctionnement. Dans les deux cas, il n’y a pas d’amortissement de l’investissement de départ.
La désinfection UV n’étant pas exigée par la réglementation, le calcul des coûts de
fonctionnement en son absence a également été effectué. Les économies réalisables par
substitution de l’eau potable par de l’eau de pluie sont alors supérieures aux coûts de
fonctionnement des installations pour les deux échelles considérées. Néanmoins,
l’amortissement de l’investissement est très faible si bien qu’il nécessite plus de 200 ans.
Tableau VII-29. Comparaison des coûts de fonctionnement et des économies réalisées pour les
deux sites
Coûts de
fonctionnement avec
désinfection (€TTC)
Coûts de
fonctionnement sans
désinfection (€TTC)
Economies en eau
potable (€TTC)
Maison
180
24
62
individuelle
Bâtiment
431
182
405
collectif
Le prix de la vidange n’a pas été comptabilisé car celle-ci peut être effectuée à moindre
coût par le propriétaire de l’installation.
- 306 -
III
CONCLUSIONS
Les principaux résultats de l’évaluation économique des deux systèmes de récupération
d’eaux de toiture et réutilisation pour l’alimentation des chasses d’eau et du bilan économique
sont résumés dans le tableau ci-dessous.
Tableau VII-30. Principaux résultats de l’évaluation économique des deux systèmes de
récupération et réutilisation des eaux de pluie pour l’alimentation des chasses d’eau
Besoins en eau
Volume d’eau
potable substitué
par de l’eau de
pluie
Taux de
couverture des
besoins en eau
Economie brute
en eau potable
Maison individuelle
48 m3/an
Bâtiment collectif
311 m3/an
43 m3/an
296 m3/an
87 %
95 %
62 €/an
405 €/an
AVEC désinfection
Investissement
Fonctionnement
Economie
réalisable sans
désinfection
Amortissement
~ 9 400 €
180 €/an
~ 80 500 €
431 €/an
Investissement
Fonctionnement
Economie
réalisable sans
désinfection
Amortissement
~ 8 800 €
24 €/an
~ 79 000 €
182 €/an
38 €/an
223 €/an
Pas d’économie
Pas d’amortissement
SANS désinfection
Amortissement > durée de vie de l’installation
Les coûts d’investissement sont propositionnels au volume de stockage utilisé. Lors de
l’inventaire des coûts, la maintenance ne doit pas être négligée car elle est le garant de la
qualité de l’eau. Pour s’affranchir de tous risques sanitaires lors de la réutilisation des eaux de
pluie dans l’habitat, la mise en place d’une désinfection est préconisée. Or en présence d’une
désinfection UV, les installations ne sont économiquement pas rentables. En l’absence de
désinfection UV, le bilan économique est positif mais ne permet pas un amortissement de
l’investissement de départ. La démarche associée à la récupération des eaux de pluie ne doit
donc pas être entamée seulement en vue d’une rentabilité économique du système.
- 307 -
ANNEXE 4. ETUDE D’IMPACT
I
PRESENTATION DU FICHIER EXCEL POUR LA COLLECTE DES DONNES
D’INTRANTS ET SORTANTS
Les analyses de cycle de vie réalisées ont nécessité la réalisation d’un fichier excel pour la
collecte des données d’intrants et des déchets. Ce fichier contient sept feuilles :
- Feuille « UF_&_Paramètres » : Cette feuille fournit une description du système étudié
ainsi que les principaux paramètres. Elle rappelle l’unité fonctionnelle et la durée de
fonctionnement considérée. La Figure VII-46 présente une copie d’écran de cette feuille.
Figure VII-46. Feuille « UF_&_Paramètres » du fichier excel (copie d’écran)
- Feuille « Arbre_des_processus » : Cette feuille présente l’arbre des processus qui a servi
de support à la collecte des données. La Figure VII-47 présente une copie d’écran de cette
feuille.
Figure VII-47. Feuille « Arbre_des_processus » du fichier excel (copie d’écran)
- 309 -
- Feuille « Flux_Immobilisations » et « Flux_Fonctionnement » : Ces feuilles sont
construites de la même façon. Elles regroupent respectivement les résultats de l’inventaire du
cycle de vie pour les processus n’intervenant que ponctuellement (immobilisations) et les
processus qui interviennent régulièrement (fonctionnement) lors de la durée de vie du système.
Pour chaque processus, l’ensemble des flux est listé (intrants, émissions ou déchets). Pour
chaque flux, les principales hypothèses sont décrites, les quantités sont fournies puis
exprimées par unité fonctionnelle. La Figure VII-48 présente une copie d’écran de l’une de
ces feuilles.
Figure VII-48. Feuille « Flux_Immobilisations » du fichier excel (copie d’écran)
Feuille « ICV_Synthèse » : Cette feuille récapitule les flux par unité fonctionnelle sur
l’ensemble du cycle de vie pour tous les intrants, émissions et déchets précédemment calculés.
Les valeurs sont également disponibles par processus, les flux d’immobilisation ou de
fonctionnement étant distingués. La Figure VII-49 présente une copie d’écran de l’une de ces
feuilles.
Figure VII-49. Feuille « ICV_Synthèse » du fichier excel (copie d’écran)
- 310 -
- Feuille « Incertitudes » : Cette feuille est destinée à l’évaluation de la qualité des données.
Elle liste la fiche de la base de données Ecoinvent qui a été associée à chaque intrant,
émission ou déchet figurant dans l’analyse d’inventaire. Ensuite, elle fournit les valeurs des
indicateurs de qualité de données (fiabilité, exhaustivité, corrélation temporelle, corrélation
géographique, corrélation technologique, taille de l’échantillon), les facteurs d’incertidudes
correspondants et permet ainsi le calcul de la variance (intervalle de confiance 95%). La
Figure VII-50 présente une copie d’écran de l’une de ces feuilles.
Figure VII-50. Feuille « Incertitudes» du fichier excel (copie d’écran)
- Feuille « Informations diverse » : Cette feuille comprend un glossaire, les listes d’unités
ainsi que la présentation des indicateurs utilisés pour évaluer la qualité des données et de la
matrice des facteurs d’incertitudes correspondants. La Figure VII-51 présente une copie
d’écran de l’une de ces feuilles.
Figure VII-51. Feuille « Informations_diverses » du fichier excel (copie d’écran)
- 311 -
II
II.1
DONNEES D’INTRANTS ET SORTANTS
Systèmes de récupération des eaux de pluie
Les caractéristiques des différents éléments des deux systèmes de récupération des eaux de
pluie ont été fournies par Sotralentz Habitat via de la documentation technique. Les flux de
référence pour le calcul d’inventaire sont présentés dans le Tableau VII-31 pour la maison
individuelle et dans le Tableau VII-32 pour le bâtiment collectif. L’évaluation de la qualité
des données est dans le Tableau VII-33 et le Tableau VII-34.
- 312 -
Tableau VII-31. Flux de référence pour le système de récupération des eaux de pluie sur la maison individuelle
Processus unitaire
Unité
Travaux
Total
I
Intrants
Eau de pluie
Diesel
Electricité
Quartz
PEHD
PVC
PP
PER
ABS
Acier inox
PE
Acier chromé
SAN
Laiton chromé
Charbon actif
Polyester
Sable
Ciment
Eau potable
Gravier
Quartz
Transport camion 25 t
Sortants
Quartz
Charbon actif
Polyester
kg/UF
MJ/UF
kWh/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
26,18
1,97.10-2
2,63.10-1
1,55.10-4
2,56.10-3
F
Filtration
primaire
I
F
I
Pompage
F
I
F
Filtration
secondaire
I
F
Désinfection
Usages
I
I
F
1,97.10-2
4,54.10-2
2,18.10-1
1,55.10-4
2,56.10-3
4,16.10-4
1,74.10-5
Stockage
3,37.10-
3,82.10-4
5
1,24.10-6
1,62.10-5
3,37.10-
3,37.10-5
1,74.10-5
3,62.10-4
6,22.10-5
5
3,73.10-6
3,73.10-5
1,74.10-5
3,48.10-5
3,23.10-4
2,49.10-5
4,13.10-
4,13.10-6
1,62.10
-5
1,90.10
-5
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
tkm/UF
3,89.10
8,71.10-6
3,71.10-2
5,85.10-3
3,82
2,49.10-3
2,49.10-6
1,91.10-3
kg/UF
kg/UF
kg/UF
1,55.10-4
3,89.10-4
8,71.10-6
6
1,62.10
-5
1,90.105
-4
-4
3,89.10
8,71.10-6
3,71.10-2
5,85.10-3
3,82
2,49.10-3
2,49.10-6
1,91.10
-3
1,55.10-4
-4
3,89.10
8,71.10-6
I désigne les flux d’immobilisation et F les flux de fonctionnement.
- 313 -
F
Tableau VII-32. Flux de référence pour le système de récupération des eaux de pluie sur le bâtiment collectif
Processus unitaire
Unité
Total
Travaux
I
Intrants
Eau de pluie
Diesel
Electricité
Quartz
PEHD
PVC
Polyester
PER
ABS
Acier inox
Acier galvanisé
Acier cage
Acier
Acier chromé
PP
PE
SAN
Quartz
Laiton chromé
Charbon actif
Noryl
Sable
Ciment
Eau
Fonte
Sortants
Quartz
Charbon actif
Polyester
kg/UF
MJ/UF
kWh/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
tkm/UF
tkm/UF
28,59
1,09.10-2
1,85.10-1
2,90.10-5
3,24.10-3
5,94.10-4
5,79.10-6
1,16.10-5
3,24.10-6
2,68.10-4
1,27.10-4
1,34.10-3
4,44.10-5
4,69.10-7
7,73.10-6
1,39.10-4
3,86.10-6
4,64.10-7
8,15.10-6
6,04.10-4
1,16.10-5
1,31.10-2
1,55.10-3
1,41
3,09.10-4
4,09.10-4
3,94.10-3
kg/UF
kg/UF
kg/UF
2,90.10-5
6,04.10-4
5,79.10-6
F
Filtration
primaire
I
F
Stockage
I
Pompage
F
I
F
I
F
Désinfection
Usages
I
I
F
1,09.10-2
8,78.10-2
9,71.10-2
2,90.10-5
3,24.10-3
5,83.10-4
1,16.10-5
5,79.10-6
1,16.10-5
-6
1,08.10-6
1,26.10-4
1,26.10-4
1,34.10-3
1,35.10-4
3,24.10
6,49.10-6
7,73.10-7
4,44.10-5
4,69.10-7
7,73.10
-6
1,37.10-4
1,62.10-6
3,86.10-6
4,64.10-7
1,16.10
-6
7,00.10-6
6,04.10
-4
1,16.10-5
1,31.10-2
1,55.10-3
1,41
3,09.10-4
4,09.10-4
3,94.10-3
2,90.10-5
-4
6,04.10
5,79.10-6
- 314 -
F
Variance
(intervalle de
confiance de 95%)
Incertitude de base
3
1
1
1
3
1
1,10 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,05
1,24
3
3
4
1
2
3
2
4
3
3
3
3
3
2
2
3
3
1
3
4
3
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
3
2
3
1
1
1
1
1
2
1
2
1
3
2
3
1
3
3
3
3
2
2
1
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
2
2
3
3
2
3
3
2
1
1
5
1
1
1
3
1
1
1
1
1
3
3
3
1
1
1
1
5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1,10
1,10
1,20
1,00
1,05
1,10
1,05
1,20
1,10
1,10
1,10
1,10
1,10
1,05
1,05
1,10
1,10
1,00
1,10
1,20
1,10
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
2,00
1,15
1,12
2,06
1,05
1,07
1,11
1,22
1,21
1,12
1,11
1,12
1,11
1,26
1,22
1,24
1,12
1,16
1,11
1,16
2,06
2,01
Sortants
Verre
Charbon actif
Polyester
Fiche ECOINVENT utilisée pour les données d’émissions et d’extractions
Recycling glass/RER U
Disposal, hard coal ash from stove, 0% water, to sanitary landfill/CH U
Disposal, municipal solid waste, 22.9% water, to municipal incineration/CH U
3
3
3
1
1
1
2
3
3
2
3
3
5
3
3
1
1
1
1,10 1,00 1,03 1,01 2,00 1,00 1,05
1,10 1,00 1,10 1,02 1,20 1,00 1,05
1,10 1,00 1,10 1,02 1,20 1,00 1,05
2,02
1,26
1,26
- 315 -
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
Corrélation
temporelle
Corrélation
géographique
Corrélation
technologique
Taille de
l'échantillon
Water, unspecified natural origin/m3
Diesel, burned in building machine/GLO U
Electricity, low voltage, production FR, at grid/FR U
Glass tube, borosilicate, at plant/DE U
Polyethylene, HDPE, granulate, at plant/RER U
Polyvinylchloride, suspension polymerised, at plant/RER U
Polypropylene, granulate, at plant/RER U
Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, ABS, at plant/RER U
Iron-nickel-chromium alloy, at plant/RER U
Polyethylene, LDPE, granulate, at plant/RER U
Chromium steel 18/8, at plant/RER U
Styrene-acrylonitrile copolymer, SAN, at plant/RER U
Brass, at plant/CH U
Charcoal, at plant/GLO U
Polyester resin, unsaturated, at plant/RER U
Sand, at mine/CH U
Cement mortar, at plant/CH U
Tap water, at user/RER U
Gravel, unspecified, at mine/CH U
Transport, lorry 16-32t, EURO5/RER U
Exhaustivité
Eau de pluie
Diesel
Electricité
Quartz
PEHD
PVC
PP
PER
ABS
Acier inox
PE
Acier chromé
SAN
Laiton chromé
Charbon actif
Polyester
Sable
Ciment
Eau potable
Gravier
Quartz
Fiabilité
Taille de
l'échantillon
Fiabilité
Exhaustivité
Corrélation
temporelle
Corrélation
géographique
Corrélation
technologique
Intrants
Tableau VII-33. Qualité des données pour le système de récupération des eaux de
pluie sur la maison individuelle
1,10
1,03
1,10
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,03
1,00
1,03
1,00
1,10
1,03
1,10
1,00
1,10
1,10
1,10
1,10
1,03
1,01
1,00
1,02
1,01
1,01
1,01
1,01
1,01
1,01
1,01
1,01
1,01
1,02
1,01
1,01
1,02
1,02
1,01
1,02
1,02
1,01
1,00
1,00
2,00
1,00
1,00
1,00
1,20
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,20
1,20
1,20
1,00
1,00
1,00
1,00
2,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
- 316 -
Exhaustivité
Corrélation
temporelle
Corrélation
géographique
Corrélation
technologique
Taille de
l'échantillon
Incertitude de base
Variance (avec un
intervalle de
confiance de 95%)
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
3
2
3
1
1
3
1
1
2
2
2
2
2
1
1
1
3
3
2
1
1
3
2
2
2
2
1
2
1
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
2
2
3
3
2
2
2
2
3
1
1
5
1
1
3
3
1
1
1
5
3
1
1
1
1
5
3
3
5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1,10
1,10
1,10
1,20
1,00
1,05
1,05
1,05
1,20
1,10
1,10
1,10
1,10
1,10
1,10
1,10
1,10
1,20
1,10
1,05
1,10
1,10
1,10
1,00
1,10
1,10
1,10
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,10
1,03
1,10
1,00
1,00
1,10
1,00
1,00
1,03
1,03
1,03
1,03
1,03
1,00
1,00
1,00
1,10
1,10
1,03
1,00
1,00
1,10
1,03
1,03
1,03
1,03
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
2,00
2,00
1,24
1,15
1,12
2,06
1,05
1,07
1,24
1,22
1,21
1,12
1,12
2,02
1,24
1,12
1,11
1,11
1,11
2,06
1,26
1,22
2,02
1,12
1,16
1,06
1,12
2,01
2,01
3
3
3
1
1
1
2
3
3
2
3
3
5
3
3
1
1
1
1,10 1,00 1,03 1,01 2,00 1,00 1,05
1,10 1,00 1,10 1,02 1,20 1,00 1,05
1,10 1,00 1,10 1,02 1,20 1,00 1,05
2,02
1,26
1,26
Corrélation
technologique
Taille de
l'échantillon
3
3
3
4
1
2
2
2
4
3
3
3
3
3
3
3
3
4
3
2
3
3
3
1
3
3
3
Corrélation
géographique
Fiabilité
Water, unspecified natural origin/m3
Diesel, burned in building machine/GLO U
Electricity, low voltage, production FR, at grid/FR U
Polyvinylchloride, at regional storage/RER U
Polyester resin, unsaturated, at plant/RER U
Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, ABS, at plant/RER U
Iron-nickel-chromium alloy, at plant/RER U
Steel, converter, unalloyed, at plant/RER U
Steel, converter, unalloyed, at plant/RER U
Reinforcing steel, at plant/RER U
Chromium steel 18/8, at plant/RER U
Polyethylene, LDPE, granulate, at plant/RER U
Styrene-acrylonitrile copolymer, SAN, at plant/RER U
Brass, at plant/CH U
Sand, at mine/CH U
Cement mortar, at plant/CH U
Tap water, at user/RER U
Cast iron, at plant/RER U
Transport, lorry 7.5-16t, EURO5/RER U
Disposal, hard coal ash from stove, 0% water, to sanitary landfill/CH U
Disposal, municipal solid waste, 22.9% water, to municipal incineration/CH U
Fiabilité
Intrants
Eau de pluie
Diesel
Electricité
Quartz
PEHD
PVC
Polyester
PER
ABS
Acier inox
Acier galvanisé
Acier cage
Acier
Acier chromé
PP
PE
SAN
Quartz
Laiton chromé
Charbon actif
Noryl
Sable
Ciment
Eau potable
Fonte
Sortants
Quartz
Charbon actif
Polyester
Exhaustivité
Corrélation
temporelle
Tableau VII-34. Qualité des données pour le système de récupération des eaux
de pluie sur le bâtiment collectif
1,00
1,01
1,00
1,02
1,01
1,01
1,01
1,01
1,01
1,01
1,01
1,01
1,01
1,01
1,01
1,01
1,01
1,01
1,02
1,01
1,01
1,02
1,02
1,01
1,01
1,01
1,01
1,00
1,00
1,00
2,00
1,00
1,00
1,20
1,20
1,00
1,00
1,00
2,00
1,20
1,00
1,00
1,00
1,00
2,00
1,20
1,20
2,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
II.2
Production d’eau potable
Les données techniques relatives à la production d’eau potable ont été obtenues lors d’un
entretien réalisé le 28 septembre 2010 avec un expert de Veolia Eau dans le Tarn. Elles ont
ensuite été validées par d’autres pairs de Veolia Eau. Les résultats du questionnaire support
sont présentés dans le Tableau VII-35 et le Tableau VII-36. Les flux de référence pour le
calcul d’inventaire sont fournis dans le Tableau VII-37. L’évaluation de la qualité des
données est disponible dans le Tableau VII-38.
- 317 -
Tableau VII-35. Collecte des données pour la production d’eau potable pour la maison individuelle - Intrants
Intrants
Processus
concernés
Origine de l'intrant
Réseau français
moyenne tension
électricité
unité
Quantité de référence
min max moyenne écart-type
Méthode
d'échantillonnage
kWh/an
1,20.106
estimation expert
nombre
nombre
m3/h
m3/an
3
3
550
1,40.106
10%
Commentaires
consommation annuelle de l'ensemble
de l'installation
20 kWh
75 kWh
pompes
pompage
distribution
eau
pompage
rivière Tarn
floculant
floculation
Espagne environ 500
km en camion citerne
g/m3
décantation
Landes
kg/jr
10
filtration
Landes
Nord de la France
(environ 800km + ou
- 50 km)
Lyon
t
80
10%
estimation expert
quartzite (changé tous les 10 - 15 ans)
m3
50
10%
estimation expert
50 m3 répartis en 5 filtres; changé
tous les 5 ans
sables de
décantation
sables
charbon actif en
grain
traitement des
pesticides
soude
ajustement du pH
40
70
g/m3
estimation expert
10%
estimation expert
le pompage est réalisé à la demande
estimation expert
polychlorures d'aluminium
estimation expert
1
200%
estimation expert
3
H2SO4
ajustement du pH
Lyon
g/m
0,5
200%
estimation expert
chlore
stérilisation
(chloration)
Lyon
g/m3
0,5
10%
estimation expert
ozone
stérilisation
(ozonation)
interozonation
g/m3
1,5
10%
estimation expert
Réacteurs +
lampes UV
stérilisation
nombre
3
estimation expert
tuyaux du réseau
distribution
km
1400
estimation expert
fonte 100 ans; plastique 50-60 ans
nombre de foyers
reliés
distribution
nombre
8000
estimation expert
1 foyer = 2,3 personnes
- 318 -
dichlore gazeux sous pression
produit sur place donc consommation
énergétique comprise dans la quantité
d'électricité produite annuellement
3 réacteurs qui contiennent 12 lampes
UV basse pression chacun;
changement de 4 lampes par an par
réacteurs et des réacteurs tous les 8
ans
Tableau VII-36. Collecte des données pour la production d’eau potable - Sortants
Processus
concernés
Destination du
sortant/compartim
ent d'émission
filtration
épandage en
champ ou remblais
t
traitement des
pesticides
mise en décharge à
80 km
boues + sables de
décantation
floculation
mise en décharge à
80 km
lampes UV
usagées
Sortants/
émissions
Quantité de référence
Méthode
d'échantillonnage
Commentaires
80
estimation expert
tous les 10 ou 15 ans
m3
50
estimation expert
tous les 5 ans
t/an
300
estimation expert
20% de siccité; 10 t par
chargement
stérilisation
nombre/an
4
estimation expert
réacteurs UV
stérilisation
nombre
3
estimation expert
eau potable
distribution
réseau
m3/an
1,40.106
estimation expert
dans le Tarn
m3/an
1,40.105
estimation expert
sables de
décantation
souillés
charbon actif en
grain
eau de process
unité
min
max
- 319 -
moyenne
écart-type
tous les 8 ans
Tableau VII-37.Flux de référence pour la production d’eau potable pour la maison individuelle
Processus unitaire
Unité
Pompage
Total
I
Intrants
Eau de surface
Fonte
Quartzite
Transport par
camion 25 t
Transport par
utilitaire <3,5t
Charbon de
coco (actif)
Acier Inox
316L
Electricité
Polychlorure
d'aluminium
Sable
NaOH
H2SO4
Cl2
Quartz
Sortants
Quartzite
Transport par
utilitaire <3,5t
Transport par
camion 25 t
Charbon de
coco (actif)
Acier Inox
316L
Boues minérales
Quartz
kg/UF
kg/UF
kg/UF
tkm/UF
tkm/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
F
30
1,77.10-6
1,71.10-4
5,93.10-7
-3
-7
2,02.10
Décantation
Floculation
I
F
1,71.10
2,37.10
1,59.10
-3
3,77.10-4
5,14.10-5
Désinfection
Distribution
I
I
F
8,04.10-7
2,48.10-5
6,43.10-5
2,01.10-6
4,70.10-7
1,29.10-8
8,25.10-6
2,01.10-6
2,57.10-2
2,57.10-2
7,82.10-5
kg/UF
1,71.10-4
3,00.10-5
1,50.10-5
1,50.10-5
2,57.10
1,29.10-8
5,14.10-4 1,37.10-5
6,43.10-5
5,14.10-6
1,61.10-7
6,43.10-5
2,01.10-6
6,43.10-3
2,57.10-7
-7
1,71.10-4
1,29.10-8
5,33.10-4
F
6,43.10-5
7,82.10-5
3,00.10-5
1,50.10-5
1,50.10-5
2,57.10-7
kg/UF
kg/UF
kg/UF
Stérilisation
Ozonation
I
F
-4
3,30.10-5
2,10.10-3
kg/UF
F
Ajustement
du pH
I
F
1,18.10-6
2,10.10-3
tkm/UF
I
Traitement
des pesticides
I
F
30
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
kg/UF
tkm/UF
Filtration
2,01.10-6
6,43.10-3
2,57.10-7
- 320 -
Fiabilité
Exhaustivité
Taille de l'échantillon
Fiabilité
Exhaustivité
Taille de l'échantillon
Incertitude de base
Variance (intervalle de
confiance de 95%)
Intrants
Eau de surface
Fonte
Quartzite
Transport par camion 25 t
Transport par utilitaire <3,5t
Charbon de coco (actif)
Acier Inox 316L
Electricité
Polychlorure d'aluminium
Sable
NaOH
H2SO4
Cl2
Quartz
1
4
4
4
4
4
4
1
4
4
4
4
4
4
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
2
2
2
2
2
3
1
3
3
3
3
1
2
3
2
2
2
2
1
2
3
2
2
2
3
1
1
5
1
1
3
1
1
1
1
3
1
5
5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1,00
1,20
1,20
1,20
1,20
1,20
1,20
1,00
1,20
1,20
1,20
1,20
1,20
1,20
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,03
1,00
1,03
1,03
1,03
1,03
1,03
1,10
1,00
1,10
1,10
1,10
1,10
1,00
1,01
1,02
1,01
1,01
1,01
1,01
1,00
1,01
1,02
1,01
1,01
1,01
1,02
1,00
1,00
2,00
1,00
1,00
1,20
1,00
1,00
1,00
1,00
1,20
1,00
2,00
2,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,05
1,05
2,00
2,00
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,05
1,21
2,05
2,05
2,05
1,30
1,21
1,06
1,24
1,21
1,32
1,24
2,06
2,06
Acier Inox 316L
Boues minérales
Disposal, steel, 0% water, to municipal incineration/CH U
Disposal, inert waste, 5% water, to inert material landfill/CHU
4
4
4
4
4
4
1
1
1
1
1
1
3
2
2
3
3
3
3
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
1
1
1
1
1
1
1,20
1,20
1,20
1,20
1,20
1,20
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,10
1,03
1,03
1,10
1,10
1,10
1,02
1,01
1,01
1,02
1,02
1,02
1,20
1,20
1,20
1,20
1,20
1,20
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,05
2,00
2,00
1,05
1,05
1,05
1,32
2,10
2,10
1,32
1,32
1,32
Quartz
4
1
2
2
5
1
1,20 1,00
1,03
1,01
2,00
1,00
1,05
2,05
Tableau VII-38. Qualité des données pour la production d’eau potable pour
la maison individuelle
Water, river
Cast iron, at plant/RER U
Sand, at mine/CH U
Transport, van <3.5t/RER U
Steel, converter, chromium steel 18/8, at plant/RER U
Electricity, medium voltage, production FR, at grid/FR U
Aluminium sulphate, powder, at plant/RER U
Sand, at mine/CH U
Sodium hydroxide, 50% in H2O, production mix, at plant/RER U
Sulphuric acid, liquid, at plant/RER U
Chlorine, gaseous, diaphragm cell, at plant/RER U
Sortants
Quartzite
Disposal, inert waste, 5% water, to inert material landfill/CH U
Transport par utilitaire <3,5t Transport, van <3.5t/RER U
Transport par camion 25 t
Charbon de coco (actif)
Disposal, hard coal ash from stove, 0% water, to municipal incineration/CH U
- 321 -
III
RESULTATS D’INVENTAIRE
III.1
ACV1 : Inventaire du cycle de vie de la récupération des eaux de pluie pour
Le Tableau VII-39 présente les résultats de l’inventaire des matières premières concernant les
consommations énergétiques, dans le cadre de la première ACV réalisée.
Tableau VII-39. Résultats de l’inventaire des matières premières pour les consommations
énergétiques pour les différents scénarios
Substance
Energie issue de la
biomasse
Energie issue de la
biomasse des forêts
primaires
Energie éolienne
Energie hydraulique
Energie solaire
TOTAL
Unité
RS0
RS1
RS2
RS3
BS0
BS1
BS2
BS3
kJ
46,7
32,2
44,8
30,3
54,9
48,4
53
46,6
J
0,466
0,263
0,249
0,0503
0,312
0,224
0,17
0,0828
kJ
kJ
J
kJ
2,15
0,56
2,04
0,464
1,5
0,802 1,37 0,679
136
30,5
128
22,8
96,7
50
89,2
42,6
6,76
4,25
4,81
2,42
4,41
3,5
2,4
1,51
185
63
175
54
153
99
144
90
III.2
ACV2 : Inventaire du cyle de vie de la production d’eau pour l’alimentation de la
maison individuelle
Le Tableau VII-40 présente les résultats de l’inventaire des matières premières concernant les
consommations énergétiques, dans le cadre de la deuxième ACV réalisée.
Tableau VII-40. Résultats de l’inventaire des matières premières pour les consommations
énergétiques pour les scénarios RS et ES
Substance
Energie issue de la biomasse
Energie issue de la biomasse
des forêts primaires
Energie éolienne
Energie hydraulique
Energie solaire
TOTAL
Unité
kJ
RS0
46,7
RS1
32,2
RS2
44,8
RS3
30,3
ES1
5,94
J
0,466
0,263
0,249
0,0503
0,0583
kJ
kJ
J
J
2,15
136
6,76
0,56
30,5
4,25
2,04
128
4,81
0,464
22,8
2,42
0,275
12
1,8
175
54
18
185
63
- 322 -
IV
PRESENTATION DES METHODES D’EVALUATION D’IMPACT UTILISEES
IV.1 IMPACT 2002+
La méthode IMPACT 2002+ innove tout spécialement dans l’évaluation des dommages sur la
santé humaine et sur la qualité des écosystèmes en adaptant les derniers concepts de l’analyse
de risque aux spécificités de l’ACV (Impact Assessment of Chemicals Toxicants). La
modélisation des impacts des substances toxiques sur l’homme et l’écosystème fait appel à
IMPACT 2002, un modèle multi-lieux et multi-voies d’exposition développée en Europe de
l’Ouest. Pour les autres catégories, IMPACT 2002+ reprend des éléments des méthodes
Ecoindicateur 99 et du Guide hollandais sur les ACV
Cette méthode rassemble quatorze catégories d’impact intermédiaire, qui peuvent ensuite être
affectées à quatre catégories de dommage. Les principales caractéristiques de cette méthode
sont fournies dans le Tableau VII-41. Les catégories intermédiaires « formation de photooxydants » et « destruction de la couche d’ozone » contribuent potentiellement aux impacts
totaux sur les écosystèmes mais le manque d’information scientifique adéquate ne permet pas,
pour le moment, de quantifier leur contribution.
Sur le plan temporel, cette méthode considère l’ensemble des effets d’une émission ou d’une
extraction, intégrés sur le long terme.
- 323 -
Tableau VII-41. Catégories intermédiaires, substances de référence, catégories de dommages et unités de dommages utilisées dans IMPACT 2002+
Nombre de résultats
d’inventaire concernés
Catégorie d’impact intermédiaire
Substance de référence
intermédiaire
769
Effets non cancérigènes
kg C2H3Cl éq. dans l’air
kg C2H3Cl éq. dans l’air
12
25
Effets respiratoires
Radiation ionisantes
kg PM2.5 éq dans l’air
Bq C-14 éq. dans l’air
22
Destruction de la couche d’ozone
kg CFC-11 éq. dans l’air
Facteur de
caractérisation de
dommage
Catégorie de
dommages
1,45.10-6
Santé humaine
1,45.10
-6
Santé humaine
7,00.10
-4
Santé humaine
-10
Santé humaine
1,05.10-3
Santé humaine
-6
Santé humaine
2,10.10
2,13.10
130
kg C2H4 éq dans l’air
-
Qualité de
l’écosystème
393
kg TEG éq. dans l’eau
5,02.10-5
Qualité de
l’écosystème
393
kg TEG éq. dans l’eau
7,91.10-3
Qualité de
l’écosystème
Unité de dommage
DALYs
Non disponible
PDF.m2.an
5
Acidification/eutrophisation
terrestre
kg SO2 éq. dans l’air
1,04
Qualité de
l’écosystème
15
Occupation des sols
m2 terre éq.
1,09
Qualité de
l’écosystème
10
kg SO2 éq dans l’air
1,00
Qualité de
l’écosystème
En développement
10
Eutrophisation aquatique
kg PO43- éq. dans l’eau
1,00
Qualité de
l’écosystème
En développement
- 324 -
Tableau VII-41 (suite). Catégories intermédiaires, substances de référence, catégories de dommages et unités de dommages utilisées dans IMPACT
2002+
intermédiaire
Catégorie de
dommages
Unité de dommage
kg CO2 éq. dans l’air
Changement
climatique
Energie non-renouvelable
MJ totaux d’énergie non
renouvelable ou kg de
pétrole brut éq.
Ressources
Extraction de minerai
MJ d’énergie
supplémentaire ou kg Fe
éq.
MJ
Ressources
DALY (Disability Adjusted life Years) =Années équivalentes de vie perdue
PDF m an (Potentially Disappeared Fraction of species) = Fraction d’Espèce Disparue sur un mètre carré pour une année
2
- 325 -
IV.2 ReCiPe 2008
La méthode ReCiPe 2008 est issue d’une part de la méthode CML, décrite dans le guide ACV
hollandais, comme approche d’impact intermédiaire et d’autre part de la méthode
Ecoindicateur 99, qui faisait référence parmi les méthodes pleinement orientées dommages.
Cette méthode comprend dix-huit catégories intermédiaires. La plupart de ces catégories sont
converties et agrégées en trois catégories de dommage : dommage sur la santé humaine,
dommage sur la diversité des écosystèmes et dommage sur la disponibilité de la ressource
(Tableau VII-42).
Certains facteurs (catégories intermédiaires et catégories de dommage) sont proposés selon
trois perspectives culturelles différentes. La première est basée sur du court terme en
supposant que les technologies futures permettront d’éviter la plupart des problèmes à venir
(Individualist : I). La seconde est basée sur un modèle consensuel et est souvent utilisée par
défaut (Hierarchist : H). C’est celle qui a été retenue dans le cade de ce projet. La dernière
applique le principe de précaution et traite donc du long terme (Egalitarian : E).
Certains mécanismes environnementaux tels que l’acidification ou l’eutrophisation dépendent
des conditions régionales. Or dans la méthode ReCiPe 2008, des modèles généralisées à
l’échelle européenne ont été implémentés. La validité de la méthode se limite donc aux pays
développés en région tempérée.
Concernant les faiblesses de la méthode, aucune catégorie d’impact intermédiaire ne
correspond aux importants aspects suivants : érosion, salinisation, bruit, lumière. Il n’y a pas
de catégorie de dommage concernant les dommages sur l’environnement anthropique. Tous
les liens entre catégories d’impacts et catégories de dommages n’ont pas été effectués. Le
principal inconvénient de cette méthode est en effet l’absence de catégories de dommage
correspondante à l’eutrophisation marine. Les autres manques identifiés concernent les
impacts de la diminution de la couche d’ozone, de la formation de photo oxydants chimiques
et des radiations ionisantes sur la diversité de l’écosystème et la diminution de la ressource en
eau. Enfin, certains liens existants ont été établis de façon incomplète.
- 326 -
Tableau VII-42. Classification des résultats d’inventaire, catégories intermédiaires, substances de référence, facteurs de caractérisation de
dommages, catégories de dommages et unités de dommages utilisées dans ReCiPe 2008
Résultats d’inventaire
intermédiaire
CFC, HCFC, Halons,…
Destruction d’ozone
kg CFC-11 éq. dans
l’air
Substances toxiques et
écotoxiques
PM10, NH3, SO2, NOx,
NMVOC
PM10, NH3, SO2, NOx,
NMVOC
Radionucléides
Gaz à effets de serre :
CFC, HCFC, Halon,…
NOx, NH3, SO2
Azote, Phosphore
écotoxiques
écotoxiques
écotoxiques
Azote, Phosphore
Toxicité humaine
Formation d’ozone photochimique
kg 14DCB éq. dans
l’air urbain
kg 14NMVOC éq. dans
l’air urbain
Facteur de
caractérisation de
dommages
(H : hierachist)
CFC : 1,76.10-3
CCL4 : 3,30.10-6
CH3CCL3 : 4,41.10-6
Halons: 2,64.10-6
HCFC: 3,65.10-6
CH3Br: 4,72.10-6
Catégorie de
dommages
Santé humaine
7,0.10-7
Santé humaine
3,9.10-8
Santé humaine
Formation de particules
kg PM10 éq. dans l’air
2,6.10-4
Santé humaine
Radiation
kg U235 éq. dans l’air
1,64.10-8
1,40.10-6
8,73.10-6
Santé humaine
Santé humaine
Ecosystèmes
Acidification terrestre
Eutrophisation des eaux douces
kg SO2 éq. dans l’air
kg P éq. dans l’eau
kg 14DCB éq. dans le
sol
kg 14DCB éq. dans les
eaux douces
kg 14DCB éq. dans les
eaux marines
kg N éq. dans l’eau
5,8.10-9
4,44.10-8
Ecosystèmes
Ecosystèmes
1,3.10-7
Ecosystèmes
2,6.10-10
Ecosystèmes
4,2.10-14
Ecosystèmes
Ecotoxicité des eaux douces
Ecotoxicité marine
Eutrophisation marine
- 327 -
-
Unité de
dommages
DALY
espèces.an
Tableau VII-42 (suite). Classification des résultats d’inventaire, catégories intermédiaires, substances de référence, facteurs de caractérisation de
dommages, catégories de dommages et unités de dommages utilisées dans ReCiPe 2008
Résultats d’inventaire
Occupation des sols,
transformation des sols
Extractions des ressources
fossiles
Utilisation d’eau
intermédiaire
Facteur de
caractérisation de
dommages
(H : hierachist)
Occupation des sols agricoles
m2.an terre agricole éq.
-
Occupation des sols urbains
m2.an sol urbain éq.
-
Transformation des sols naturels
m2 sol naturel éq.
-
Consommation de minerais
Consommation des combustibles
fossiles
Consommation en eau
kg fer éq.
0,0715
Ressources
kg huile éq.
16,07
Ressources
m3 eau éq.
-
Catégorie de
dommages
CFC = Chlorofluorocarbones , HCFC = Hydrochlorofluorocarbornes
PM10 (Particulate Matter) = Particules de diamètre inférieur à 10 μm
NMVOC ( Non Methane Volatile Organic Cumpounds) = Composés organiques volatils non méthaniques
DALY (Disability Adjusted life Years) =Années équivalentes de vie perdue
- 328 -
Unité de
dommages
$
V
RESULTATS
V.1
Résultats obtenus avec la méthode IMPACT 2002+
La Figure VII-52 et la Figure VII-53 montrent la contribution des différents processus à la
catégorie « Santé humaine », respectivement pour le scénario RS0 avec désinfection et RS1
sans désinfection.
4,0E-08
3,5E-08
3,0E-08
DALY
2,5E-08
2,0E-08
1,5E-08
1,0E-08
5,0E-09
0,0E+00
Nickel, 99.5%, à l'usine
Charbon, brulé dans les
centrales
Déchets, traitement de
l'uranium
Processus restants
Figure VII-52. Scénario RS0 - Catégorie de dommages « Santé humaine » - Contribution des
1,4E-08
1,2E-08
1,0E-08
DALY
8,0E-09
6,0E-09
4,0E-09
2,0E-09
0,0E+00
Polyethylene, PEHD,
Diesel, brûlé dans les
machines de construction
Processus restants
Figure VII-53.Scénario RS1 - Catégorie de dommages « Santé humaine » - Contribution des
- 329 -
catégorie « qualité des écosystèmes » respectivement pour le scénario RS0 avec désinfection
et RS1 sans désinfection.
1,8E-02
1,6E-02
1,4E-02
PDF*m2*yr
1,2E-02
1,0E-02
8,0E-03
6,0E-03
4,0E-03
2,0E-03
0,0E+00
Réseau de distribution,
électricité, faible voltage
Explosif
Elimination, résidus
uranium, émissions nonradioactives
Processus restants
Figure VII-54. Scénario RS0 - Catégorie de dommages « Qualité des écosystèmes » Contribution des processus élémentaires (troncature 8%) - IMPACT 2002+
6,0E-03
5,0E-03
PDF*m2*yr
4,0E-03
3,0E-03
2,0E-03
1,0E-03
0,0E+00
Explosif
Réseau de distribution,
électricité, faible voltage
Processus restants
Figure VII-55. Scénario RS1 - Catégorie de dommages « Qualité des écosystèmes » Contribution des processus élémentaires (troncature 8,5%) - IMPACT 2002+
- 330 -
catégorie « changement climatique » respectivement pour le scénario RS0 avec désinfection
et RS1 sans désinfection.
2,0E-02
1,8E-02
1,6E-02
kg CO2 eq
1,4E-02
1,2E-02
1,0E-02
8,0E-03
6,0E-03
4,0E-03
2,0E-03
0,0E+00
Charbon, brûlé dans les
centrales
Polyethylene, PEHD,
Gas naturel, brûlé dans les
centrales
Processus restants
Figure VII-56. Scénario RS0 - Catégorie de dommages « Changement climatique » Contribution des processus élémentaires (troncature 8%) - IMPACT 2002+
9,0E-03
8,0E-03
7,0E-03
kg CO2 eq
6,0E-03
5,0E-03
4,0E-03
3,0E-03
2,0E-03
1,0E-03
0,0E+00
Polyethylene, PEHD,
Charbon, brûlé dans les
centrales
Diesel, brulé dans les
machines de construction
Processus restants
Figure VII-57. Scénario RS1 - Catégorie de dommages « Changement climatique » Contribution des processus élémentaires (troncature 8%) - IMPACT 2002+
- 331 -
V.2
Resultats obtenus avec la méthode ReCiPe 2008
Les résultats de l’évaluation des impacts environnmentaux obtenus avec la methode ReCiPe
2008 sont présentés dans cette partie.
La Figure VII-58, la Figure VII-60 et la Figure VII-62 présentent ces résultats pour les
différents scénarios par catéorie de dommage.
La Figure VII-59, la Figure VII-61 et la Figure VII-63 présentent ces résultats pour les
différents scénarios par catégories d’impact intemédiaires.
- 332 -
RS1
RS0
BS1
BS0
100
90
Pourcentage relatif
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Santé humaine
Ressources
Figure VII-58. Scénarios RS1-RS0-BS1-BS0 - Catégories de dommage - Comparaison des
systèmes de récupération des eaux de pluie à deux échelles différentes – ReCiPe 2008
RS1
RS0
BS1
BS0
100
90
Pourcentage relatif
80
70
60
50
40
30
20
10
D
Fo
rm
at
io
C
ha
ng
em
en
tc
lim
es
tru
at
iq
ct
ue
io
n
d
T
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n
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m
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s
0
Figure VII-59. Scénarios RS1-RS0-BS1-BS0 – Catégories d’impact intermédiaires Comparaison des systèmes de récupération des eaux de pluie à deux échelles différentes –
ReCiPe 2008
- 333 -
RS3
RS2
BS3
BS2
100
90
80
Pourcentage relatif
70
60
50
40
30
20
10
0
Santé humaine
Ressources
Figure VII-60. Scénarios RS3-RS2-BS3-BS2 - Catégories de dommage Comparaison des
systèmes de récupération des eaux de pluie à deux échelles différentes – ReCiPe 2008
RS3
RS2
BS3
BS2
100
90
Pourcentage relatif
80
70
60
50
40
30
20
10
D
C
ha
ng
e
m
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tc
es
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0
Figure VII-61. Scénarios RS3-RS2-BS3-BS2 - Catégories d’impact intermédiaires Comparaison des systèmes de récupération des eaux de pluie à deux échelles différentes –
ReCiPe 2008
- 334 -
RS3
RS2
RS1
RS0
ES1
100
90
80
Pourcentage relatif
70
60
50
40
30
20
10
0
Santé humaine
Qualité des écosystème
Ressources
Figure VII-62. Scénarios RS3-RS2-RS1-RS0-ES1 - Catégories de dommage - Comparaison de la
ReCiPe 2008
ES1 – Production d’eau potable
RS3
RS2
RS1
RS0
ES1
100
90
Pourcentage relatif
80
70
60
50
40
30
20
10
C
ha
ng
em
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D
lim
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de
u
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m
ss
in
ou
er
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s
fo
ss
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s
0
Figure VII-63. Scénarios RS3-RS2-RS1-RS0-ES1 - Catégories d’impact intermédiaires Comparaison de la récupération des eaux de pluie et de l’utilisation d’eau potable sur la maison
individuelle –ReCiPe 2008
- 335 -

Etude du comportement hydraulique, physico

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